本发明公开一种多源极轨气象卫星热红外波段数据自动同化处理方法，该方法主要包含辐射同化与几何同化两个子过程。本发明对原始数据通过辐射定标后，再经卫星天顶角校正、通道相应差异校正后完成辐射同化；而原始数据则通过行分辨率归一化、标准空间投影变换和图像平移完成几何同化，在此基础上，通过相关匹配点来实现同名像元点的自动判定。通过本发明所提供方法无需人工交互，即可自动实现不同卫星探测辐射值的直接对比，使多源数据在几何位置上能得以高精度配准，为极轨卫星遥感数据进一步的数据处理与应用奠定了基础。