一种基于等价连续变化二值离散优化的非线性哈希图像检索方法，包括以下步骤：步骤一、把一般哈希模型量化后得到的二值离散优化问题转为等价的连续优化问题，得到相应最优解；步骤二、从待查图像集D随机选取部分图像组成训练图像集T；步骤三、通过三层全连接网络构建非线性哈希函数；步骤四、通过量化相似性保持损失函数以及添加离散正交约束和位平衡约束，得到非线性哈希目标函数；步骤五、优化目标函数，用随机梯度下降法对网络参数进行优化，对二值码采用步骤一方法进行优化，并给出收敛性分析；步骤六、训练哈希函数；步骤七、计算哈希码进行图像检索。本发明累计误差较小、连续优化问题和二值离散优化问题等价、优化收敛、检索精度高。