ENVI5.1于2013年12月正式发布，延续ENVI5的界面风格。
支持最新的传感器、支持hdf5数据；
新的光谱曲线显示窗口；
新增流程化的镶嵌工具，能自动生成接边线、新增高级的色彩平衡功能；
全新的ROI工具，可将ROI用于任何与之有地理重叠的栅格数据；
提供更多的波谱库数据、全球DEM数据、全球小比例尺shapefile矢量数据；
新增工程化的管理方式，能将打开的多个数据保存成工程文件；
改进的正射校正工具大大提高处理效率；新增API接口。
一、新增传感器和文件格式的支持
ENVI5支持新传感器数据，包括IRS ResourceSat-2、NigeriaSat-1/2、GeoEye-1数据的.til文件，SSOT (FASat-Charlie)、KOMPSAT-3、RASAT & Göktürk-2、RapidEye Level-3B正射校正产品、NPP VIIRS 的火点产品和环境相关产品。。
ENVI5.1新增对数据格式的支持，包括GIF、ECRG、SICD，以及HDF5，提供通用的hdf5数据的浏览工具，可以从.h5的不同数据集中新建一个栅格数据。
64位的ENVI5.1直接支持JPIP和IAS流。
完全支持Landsat 8 数据。
– 能从_MTL.txt元数据文件中直接读取热红外数据的定标系数（K1和K2）；
– 数据列表里面会单独列出质量和卷云数据波段；
– 反射率数据的增益和偏移会自动进行太阳高度角校正；
– FLAASH大气校正直接支持Landsat 8 OLI传感器。
二、光谱曲线显示工具的改进
ENVI5.1采用全新的光谱曲线显示工具，可浏览波谱库数据和绘制新的波谱曲线图，内置植被指数图例。支持属性的修改、支持多个显示窗口的拖放，可显示X、Y、Z以及任意方向的剖面图。
三、新增无缝镶嵌工具
ENVI5.1新增流程化的图像镶嵌工具，集成所有功能在一个流程化的界面，可以：
• 控制图层的叠放顺序
• 设置忽略值、显示或隐藏图层或轮廓线、重新计算有效的轮廓线、选择重采样方法和输出范围、可指定输出波段和背景值
• 可进行颜色校正、羽化/调和
• 提供高级的自动生成接边线功能、也可手动编辑接边线
• 提供镶嵌结果的预览
四、全新的ROI感兴趣区工具
ENVI5.1的感兴趣区工具包含所有经典ROI工具的功能，可定义各种形状和类型的感兴趣区，可根据矢量某一属性的条件建立ROI。感兴趣区文件带有坐标，可用于任何与之有地理重叠的栅格数据，支持坐标自动重投影。
五、更人性化的用户体验
ENVI5.1提供了更为人性化的用户体验，如快捷键的增加、工程化的管理、缩放速度的控制、光标所在像素值及坐标的显示、可在图层管理器中对数据重命名、记住输入/输出路径等、支持系统剪切板的使用。
支持多视窗之间的数据层的拖放，以及从数据管理器到多视窗的数据拖放。
增强的矢量数据的显示性能。
六、新增自带数据
ENVI5.1自带了最新的波谱库数据，新增超过6500个新的波谱、更新了ASTER 波谱库和USGS 波谱库。
提供全球自然地理栅格、矢量数据集，可直接使用。
• GMTED2010 全球DEM（30 角秒空间分辨率）
• 全球自然地形渲染图
• 全球小比例尺shapefile矢量数据
–机场、海岸线、国家、地理线、湖泊、小岛、居民地、港口、河流、道路、州/省
七、高效的数据处理
ENVI5.1对影像服务采用了高速缓存技术，大大提高了处理效率。
- 改进的正射校正工具
–处理效率提高了25倍
–自带GMTED2010 DEM数据用于正射校正
–可以自定义输出像元的大小
- GLT校正加入了蝴蝶结效应的校正，对MODIS做几何定位处理的时候可校正双眼皮效应。
八、改进的高光谱物质识别工具
ENVI5.1的高光谱物质识别工具新增了ACE光谱匹配算法，可基于贝叶斯统计计算概率得分来解释识别的结果。
九、ENVI二次开发
新的API包括以下功能：
• 感兴趣区(ROIs)
• 事件模型(鼠标事件)
• 坐标转换库
• 数据采集
• 定义 & 查询 GCPs
• 新增批处理程序
–RPC正射校正
–辐射定标
–无缝镶嵌
–IGM/GLT 地理校正，还提供了蝴蝶结效应校正的选项
–快速大气校正(QUAC®)