本发明提供平衡模型约束的叠前多参数反演方法，该方法包括：步骤1，利用地震构造解释、测井信息构建初始迭代模型和宽频平衡约束模型；步骤2，构建具有地震残差和宽频平衡模型残差双损失函数的目标函数；步骤3，根据反演子波、叠前地震及约束模型，进行目标函数优化求解，获得宽频纵、横波速度及密度。该平衡模型约束的叠前多参数反演方法，在叠前地震约束的基础上，增加了宽频多参数模型约束，通过平衡参数的调整，可调整两种约束信息贡献大小，对利用地震、测井及全波形反演信息拓展地震反演频带和提高反演分辨率具有重要意义。