本发明涉及叶绿素检测技术领域，具体涉及一种柠檬叶片叶绿素含量及其二维分布检测方法。包括以下步骤：样本采集与处理；利用高光谱图像采集系统对采集的样品进行数据采集；化学法测定叶片叶绿素含量；叶片光谱提取；光谱预处理与样本集划分；提取光谱预处理后的光谱数据的特征信息，筛选特征波长；构建叶绿素含量均值预测模型；预测柠檬叶片叶绿素含量二维分布值。本发明方法既可以计算每个叶片的叶绿素含量平均值，还可获得叶片任意部位的叶绿素值，为柠檬叶片叶绿素含量及其二维分布检测提供了新方法。