本发明属于光谱测量及光谱识别技术领域，具体涉及一种基于水汽残差谱分析的红外光谱识别方法，包括利用分子透射吸收数据库和气象参数生成纯水汽透过率谱；将包含未知化合物吸收特征的待识别红外实测光谱与所述纯水汽透过率谱进行拟合，分波段扣除未知化合物光谱中的水汽吸收光谱，得到残差光谱；对残差光谱进行初步寻峰识别，找出各波段残差光谱吸收最强处对应的峰位，与红外吸收特征数据库中的各化合物分子吸收峰进行比较，得出可能的化合物成分列表；本发明利用纯水汽透过率谱对待识别光谱中的水汽吸收光谱进行扣除，有效避免了水汽对识别结果造成的误差，提高了光谱识别的精准度，可以实现红外吸收光谱的未知化合物成分的快速识别。