本发明公开了一种光谱分离与全透复合的超像素红外探测器，在平面结构红外探测芯片的衬底上制备具有光谱分离功能的波段分束阵列，入射的宽谱红外光透过红外波段分束阵列表面微纳结构区域后发生光谱分离，不同波长红外光分别照射至超像素的第一亚像元、第二亚像元和第三亚像元。经过红外波段分束阵列无表面微纳结构区域的全透红外光照射至超像素的第四亚像元。四个亚像元分别输出信号，利用图像合成得到红外彩色图像，同时利用图像增强融合技术获得目标更丰富的细节信息。该探测器具有探测波段丰富、信号利用率高、微型化，利用红外波长分束阵列与平面结构红外探测芯片构建超像素红外探测器的优点。