本发明公开了一种基于深度学习的高温合金微观组织图像分割方法及装置，该方法包括：获取待分割图像，并对所述待分割图像进行图像特征提取；基于改进的SNL模块，对提取到的图像特征进行注意力机制提取融合，得到所述待分割图像对应的特征图；基于得到的特征图，实现高温合金微观组织结构图像分割。与传统图像处理方法对比，本发明的分割精度大幅度提升，甚至受到噪声污染的图像也能获取良好的分割效果，与UNet网络结构相比，本发明解决了感受野过于局部，注意机制过于单一的问题的同时，分割效果也明显提升。