本发明公开了一种航空热红外高光谱影像温度/发射率反演方法，包括：使用数据定量分析进行了数据优化处理，通过对数据各波段的辐射定标精度、NESR噪声大小和大气强吸收线的计算和分析，从而选择出最优波段数据，排除了存在问题的波段对反演过程的影响；为克服航空热红外高光谱数据大气校正对同步大气探空廓线的依赖，通过对全球大气格网数据进行时空分析融合，获得了更好表征数据采集时大气状况的廓线信息；引入了经验约束模型，克服了常用的平滑度物理约束对噪音敏感的问题，能够在数据噪声较高的航空数据上获得较为理想的结果。本发明以Hyper‑Cam航空数据为实验对象，并获得了良好的反演结果，为航空热红外高光谱影像的发射率和温度反演提供了参考。