本发明公开了一种复杂地球背景下高速暗弱目标大动态范围探测方法。本发明使用天基红外探测系统对高速飞行的高机动性目标进行探测。首先，建立多参数关联寻优模型，通过谱段、分辨率对特定光谱特征目标进行求解实现背景抑制。其次，设置两组及以上的系统探测参数，一组通过长积分时间、高增益的高灵敏参数获取地球背景信息及小辐射强度目标信息，且在该参数下地球背景不超过探测器模拟信号动态范围的N％(25≤N≤90)；第二组及以上的参数通过短积分时间获取高辐射强度目标信息，且该参数内目标不饱和。然后，进行动态范围融合搭接，实现对目标探测范围的提升。该方法可大幅度提升探测动态范围，增强对复杂地球背景下高速暗弱目标的探测能力。