本发明提供一种有限差分模拟弹性波全波形反演方法和装置，该方法包括：根据纵横波速度模型，确定速度‑拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数；所述速度‑拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数，包括：纵横波有限差分离散格式，纵横波差分系数，纵横波稳定性条件，纵横波频散条件，初始条件，边界条件；采用GPU共享内存优化策略，结合速度‑拟应力弹性波动方程的纵横波差分参数，建立速度‑拟应力弹性波动方程，进行时间四阶精度有限差分模拟，获得时间四阶精度有限差分模拟结果；根据时间四阶精度有限差分模拟结果和速度‑拟应力弹性波动方程，进行时间域弹性波全波形反演，确定纵横波速度模型。实现了高效的弹性波场模拟和纵横波速度模型反演。