本发明涉及一种海平面变化非线性趋势提取的方法，包括利用经验模态分解方法对海平面变化时间序列进行分解，得到具有不同频率的本征模函数和趋势项；利用模态函数法消除低频虚假分量，利用频率散度法标记消除高频噪声分量；采用傅里叶方法依次进行频谱分析，得到各个分量频谱图中峰值对应的频率，根据奈奎斯特定理剔除无效频率，并将频率转换为周期；得到所有可能的嵌入计算窗口，通过奇异谱分析，以经验模态分解的趋势项作为参考，选取差异最小的趋势项作为最终海平面变化的非线性趋势。本发明可实现最佳窗口的自动选取和最优海平面变化趋势的自动提取，自适应性好，效率高，趋势提取稳定，受时间序列长度影响小。