本发明公开了一种基于毫米波成像的铁路轨枕缺陷检测方法，其包括利用毫米波扫描车对目标铁路轨枕进行扫描，并接收回波信号；对回波信号进行预处理，得到处理后的回波信号；将处理后的回波信号代入二维成像算法，得到目标铁路轨枕的毫米波图像；将目标铁路轨枕的毫米波图像代入训练完毕的神经网络中，通过拉东变换得到样本特征值，建立特征曲线；对特征曲线进行判断，当特征曲线存在突变值时，即存在裂纹缺陷。本发明能够解决现有技术中轨道缺陷检测方法覆盖面不足、不确定性强的问题，效率高、准确性强、省时省力。