本发明公开了一种基于空间感知的非局部低秩红外小目标检测方法，旨在解决现有技术中红外小目标检测过程中可辨别性的问题。其包括：建立非局部低秩检测模型，并获取多幅连续采集的待检测红外图像；根据待检测红外图像为非局部低秩检测模型设置参数权重；对每一幅待检测红外图像进行去噪、图像分割和相似块分类，得到分类后的红外补丁块；根据分类后的红外补丁块，利用非局部低秩检测模型计算目标图像并进行迭代优化，得到最优目标图像。本发明方法能够更好的概括非局部空间稀疏限制，避免低秩矩阵的偏离近似值，能够更好的恢复出目标结构更加明确、纹理更加清晰的干净红外目标图像。