本发明提供了一种基于小波变换的ISAR与红外图像像素级融合方法，计算图像的信息熵，根据信息熵初选ISAR图像和红外图像，选用相似度大于设定值的初选ISAR图像与红外图像进行判断和补全；将原ISAR图像旋转并缩放，得到的图像主方向和目标尺度均与红外图像相同；基于小波变换提取ISAR图像的目标信息与红外图像叠加进行图像的像素级融合，最终输出融合后的图像。本发明能够实现两类图像的高效、实时融合，得到的融合图像具有较高的清晰度，对空天目标有较好的表示能力，能够扩大目标的搜索视场，实现在远距离时具备提高目标检测和识别精度的能力，在近距离时能够提升目标关键部位(命中点)的定位精度。