本发明涉及一种基于深度加权的地震斜率层析成像方法，属于地震资料处理的速度建模技术领域。其解决了由于复杂构造区域深部反射同相轴微弱，有效信号较少而导致深部速度建模效果差的问题，在保证浅层速度精度的同时，提高了深部地层速度的反演精度。本发明包括如下步骤：对地震数据进行预处理；拾取反射波的走时和斜率，形成观测数据；建立初始速度模型和初始射线段参数，形成模型空间；射线段参数和速度模型联合反演；对反演结果进行质量控制，如果反演结果不收敛，则继续进行反演迭代，如果反演结果收敛，则输出速度模型和射线段参数。