一种空间非均匀照明探测目标图像的方法及装置，首先包括安装在基座上的包含探测器在内的接收系统与光源在内的发射系统和光源前面的扫描反光镜，其特征是照明目标物探测空间的光源是一种亮度角分布按所在介质光衰减规律分布的集束光源，在离集束光源光轴距处设置包括探测器在内的探测系统，且探测器的探测光轴对向被上述集束光源照明形成的非均匀光场及目标物。本发明的特点是能充分利用并密切结合目前成熟的数码CCD技术及计算机图像处理技术，而得到一种稳定、可靠，且体积、重量、耗电都较小的探测装置，并实现低散射光背景噪声，视距远，宽视角全景深，图像清晰度高的优良探测性能，特别在大雾或水下和混浊水中等恶劣环境中更显明。