Standard JPEG 2000 został opracowany jako uzupełnienie istniejących, bardzo popularnych technik kompresji JPEG.
Algorytm JPEG 2000 opiera się na wykorzystaniu dyskretnej transformaty falkowej DWT, która dzieli obraz na wysokie i niskie częstotliwości. Część odpowiadająca niskim częstotliwościom może być dzielona dalej w ten sam sposób. Tak przygotowaną tablicę próbek dzieli się na bloki, a następnie kwantuje i koduje niezależnie od siebie. Stopień kompresji reguluje się poprzez wysłanie tylko niektórych bloków, jak również przez zmienną kwantyzację próbek.
Zaletą JPEG 2000 jest nieco lepsza jakość obrazu przy tym samym stopniu kompresji. W odróżnieniu od JPEG, obraz może być również skompresowany bezstratnie, co czyni nowy standard konkurencyjnym dla formatu PNG. Inna zaleta JPEG 2000 to skalowalność - w miarę odbierania (np. przez sieć) kolejnych próbek obrazu, jego jakość stopniowo się poprawia (podobny tryb, choć bardzo uproszczony, oferuje JPEG). Wadą algorytmu JPEG 2000 jest duża złożoność obliczeniowa, w związku z czym nie przewiduje się zastąpienia nim standardu JPEG.
Specyfikacja JPEG 2000 została zawarta w normie ISO/IEC 15444. Typ MIME jest określony w RFC 3745.