本发明提供一种空间目标即时稠密重建方法，包含：S1、通过深度相机获取空间目标的RGB‑D图像，将该图像的深度图转化为对应的点云，得到点云中各点的三维坐标与法向量，利用迭代最近点算法初始化相邻深度图的位姿，并使用面元表示空间目标的稠密模型；S2、以几何误差/光度一致性为约束条件，将当前帧的深度图/彩色图与所述稠密模型预测的先前帧的深度图/彩色图进行配准，估计当前时刻的相机姿态；S3、对当前帧进行编码，比对当前帧与数据库存储的先前帧的编码值，判断是否更新关键帧；判断空间目标的翻滚运动是否存在闭环，若存在闭环，将当前帧向最相似的关键帧配准，应用变形图优化稠密模型，消除累积误差。