本发明提供了一种基于最小地震波形单元分类的层位自动解释方法，包括：步骤1，对目标层段地震数据进行连续性增强预处理；步骤2，对目标层位进行粗网格的层位解释；步骤3，将步骤2得到的初步解释结果作为层位时间控制点，向上、向下平移得到包含多个完整地震波形的顶底时窗；步骤4，对时窗内的地震数据进行最小波形单元划分；步骤5，提取最小地震波形单元特征值；步骤6，构建随机森林最小地震波形单元分类模型；步骤7，进行全区层位自动解释结果的优化。本发明降低了层位自动识别算法优化难度，同时施加了专业约束，有效提高了层位自动解释结果的可靠性，具有很好的应用前景。