本发明公开的一种基于X波段雷达图像的海表面流反演方法，包括(1)采集时空域海杂波图像作为一个序列，得到子图像序列；(2)对子图像序列进行三维傅里叶变换；(3)根据色散关系构造带通滤波器；(4)对图像谱非线性影响进行校正；(5)计算隶属度；(6)加权计算；(7)初始估流；(8)迭代估流。本发明与现有流反演算法相比，提高了流反演精度，尤其是提高了低流速时流反演精度，且提高了反演结果稳定性。本发明使用依赖最大流速的色散关系带通滤波器对图像谱进行噪声滤除，去噪能力强。本发明中对图像谱进行校正得到海浪谱，能够反映真实的海态信息，然后将海浪谱作为最小二乘法的权值之一计算流，流反演结果接近真实海态。