本发明涉及一种成像域井震联合多尺度层析反演方法，具体包括：基于先验速度，做叠前深度偏移，得剖面和共成像点道集；对剖面作局部倾斜叠加，得倾角场；对共成像点道集进行γ谱扫描，得γ场；在剖面中筛选反射点；做射线追踪，计算射线路径、剩余深度差；以井为中心，划分反演区域；构建局部区域的方程组，施加约束并求解，更新局部速度；判断工区是否全部完成反演，是则更新走时差，否则迭代；确定反演网格尺度，重整射线路径，结合测井、构造约束，构建方程组并求解，获取更新量；判断是否更新尺度，若是，更新走时差并迭代，若否，求和各尺度更新量，更新模型并输出。与常规方法相比，该方法的结果更符合井速趋势和构造趋势，分辨率更高。