本发明提供一种基于交叉谱分析的X波段雷达海流反演方法，首先对X波段雷达图像中相邻的两幅图像分别做交叉谱分析，得到相干系数谱和相位谱；然后将相干系数谱和相位谱分别作平均，根据相干系数谱的峰值确定主波波数，并利用平均相位消除主波波向的方向模糊；选择不同的波向，根据频散关系获得的相速度建立模型，并利用最小二乘法求解得海流矢量。本发明能够解决现有技术中X波段雷达观测海面流场精度较低、以及利用一套相参X波段雷达不能获得矢量流场的问题，以满足近岸海洋环境的业务化观测、服务海洋生产和生活等需求。