本发明公开了一种机载SAR高分辨层析成像方法，该方法包括：获取二维SAR图像；对二维SAR图像进行配准得到配准后的二维SAR图像；对配准后的二维SAR图像进行相位误差校正得到相位校正后的二维SAR图像；从相位校正后的二维SAR图像中获取目标像素点，及其在地心地固坐标系下的坐标；根据目标像素点、坐标构造高程向的成像网格；根据高程向的成像网格、目标像素点从相位校正后的二维SAR图像中找出同名像素点；根据目标像素点和同名像素点进行聚焦成像得到三维SAR图像。本发明对不同航过进行层析成像，既克服了垂直有效基线分布不均匀时，高程向旁瓣严重恶化的问题，也避免了高程向聚焦时去斜不精确的缺陷，以实现高分辨的层析成像。