本发明提供一种基于多尺度超分辨率的小目标监测方法，包括如下多尺度超分辨率的小目标监测装置，所述多尺度超分辨率的小目标监测装置包括控制箱，所述控制箱的顶部固定有培养箱，所述培养箱内部分为培养腔和监测腔，所述培养腔和监测腔内部分别设置有培养皿放置盘和载玻片放置盘。本发明的一种基于多尺度超分辨率的小目标监测方法能够在培养箱内自动培养皿中的细胞液进行取样并监测，不需要将培养箱打开避免造成污染影响监测效果，通过设置的取样机构和吸取机构相互切换可实现快速对细胞液进行取样及对载玻片进行放置，同时能够自动更换载玻片和取样头以便下次检测，整体操作方便，可实现批量检测。