本发明涉及一种基于全局迭代融合的多光谱图像质量改善方法。首先对获取的多光谱图像进行分割得到单波段光谱图像，然后对单波段光谱图像进行空间滤波、迭代融合操作，通过对迭代融合后的单波段光谱图像进行质量评价，得到图像质量改善的最佳参数，最后利用最佳参数实现多光谱图像的质量改善。本发明将大气特征对光谱图像的影响纳入到光谱图像质量改善的总体框架中，并用其对不同光谱波段之间的关系信息进行刻画，从而得到较好的光谱图像质量改善效果。