本发明公开了一种基于仿射变换和模板匹配的多步图像配准算法，包括获得物体的原理图以及实拍图；提取实拍图的检测目标区域，根据目标区域与原理图的外轮廓特征，使用仿射变换完成实拍图与原理图的第一步粗配准；完成对配准区域的配准；提取配准点位置，并与原理图进行匹配；根据匹配点的对应关系，获取实拍图与原理图仿射变换的变换矩阵，完成仿射变换；在实拍图的对应位置的周围做一次模板匹配，完成区域配准误差的补偿，最终完成每一块区域的配准工作。本发明属于机器视觉缺陷检测技术领域，具体是提供了一种可以容许待检品在图像中更大的误差、图像配准的精度更高的基于仿射变换和模板匹配的多步图像配准算法。