本发明涉及一种水下目标精细三维感知方法。包括：做好水下密封的图片采集相机、点云重建相机、泛光灯、嵌入式处理器、线激光依次固定在刚性横杆上，刚性横杆固定在水下转台上，点云重建相机和线激光相对位置固定；目标重建前对设备进行标定；目标重建时线激光在点云重建相机拍摄时同步投射线激光，嵌入式处理器根据扫描图片和标定参数重建出单线点云；转台转动控制刚性横杆间隔固定角度扫描整个目标，嵌入式处理器根据标定参数拼接所有单线点云生成目标点云；泛光灯在图片采集相机拍摄时同步照明，拍摄出目标的彩色图片。本发明通过水下线激光三维重建技术，实现了对水下目标的精细三维感知。