本发明公开了一种基于半监督孪生网络的红外弱小目标跟踪方法，首先根据目标位置获取目标图像和搜寻区域图像，接着将搜寻区域图像输入至滤波网络进行编解码操作得到响应权值图，利用响应权值图对搜寻区域图像进行激活得到滤波图像，再将目标图像和滤波图像输入至特征提取网络提取特征并分别计算自注意力和交叉注意力，最后对各自分支的两种注意力融合后将两个分支的最终输出进行相关性计算，得到目标在当前帧的准确位置。本发明所提出的红外弱小目标跟踪方法，使用半监督的方式训练滤波网络，能够有效抑制红外图像中的背景噪声；充分利用目标图像和搜寻区域的注意力信息，在满足实时性要求的基础上显著的提高了对红外弱小目标的跟踪精度。