本发明公开了一种基于光学概率图模型的卫星探测方法，该方法包括：输入卫星观测到的原始图像；构建光学概率图模型；获得原始图像的联合概率分布；根据联合概率分布形成原始图像的掩膜，确定原始图像中目标物的位置；将多个原始图像按时序进行排列，并根据时序排列后各个原始图像中目标物的位置，确定目标物的运动速度和方向；调整卫星的拍摄角度，对目标物进行实时探测跟踪。该方法利用光学概率图模型对卫星图像进行快速有效的处理，实现对目标物体的快速跟踪。整个方法在图像处理过程中充分利用了光学计算的高速性、低能耗以及概率图模型的高效性和高质量性的优势，促进卫星探测向着实时化、高效化、低能耗化方向发展。