一种基于辐射特性反演的可见光图像与红外图像融合方法，属于光学图像处理技术领域，具体包括以下步骤：步骤一：利用多谱段可见光图像反演计算场景中地物全谱段反射特性；步骤二：利用红外图像反演计算场景中地物热辐射特性；步骤三：将地物全谱段反射特性、地物热辐射特性融合得到高分辨率的红外场景，通过全链路仿真重构红外图像；步骤四：建立真实高分辨率红外图像与实测低分辨率红外图像间退化关系，利用实测红外图像对重构仿真结果进行修正，得到高保真的高分辨率红外图像。本发明能够为地表分析、环境监测、灾害防控等提供高分辨率图像数据，同时为相关检测识别方法研究提供特性先验与数据输入。