本发明公开了一种基于特征处理的图像信息融合及超分辨率重建方法，属于图像处理技术领域。本发明首先将高分辨率参考图像输入到图像预处理模块，得到低分辨率参考图像。其次将低分辨率输入图像、高分辨率参考图像和低分辨率参考图像输入到特征处理模块，该模块对输入图像进行特征处理，实现高分辨率参考图像和低分辨率输入图像的特征信息匹配、转移和融合，得到融合特征图像。最后将低分辨率输入图像和融合特征图像输入到超分辨率重建模块，得到最终的超分辨率重建图像。本发明采用图像的特征信息而非像素信息来进行信息匹配和融合，可以充分地利用高分辨率参考图像所携带的丰富细节纹理信息，进而有效提升低分辨率输入图像超分辨率重建质量。