本发明公开了基于自适应牛顿硬阈值追踪法生物发光断层成像重建方法，步骤如下：(1)采集生物体表面的光通量数据；(2)建立测量数据与发光目标之间的线性关系；(3)使用自适应牛顿硬阈值追踪算法求解该线性关系，获得光源分布。并将其应用到光学分子影像领域。通过迭代硬阈值算法选择初始集，定义一个非线性函数自适应调整稀疏度的步长，使估计的稀疏度能够快速接近真实的稀疏度，然后利用最小二乘法对初始集进行修剪得到支撑集。在支撑集上，基于强Wolfe线搜索准则，采用修正阻尼牛顿法来获得最优光源分布。本发明降低了BLT重建的病态性，重建速度和定位精度都得到了提高，数值模拟实验证明了本方法可以促进BLT在光学分子影像研究中的实际应用。