本发明公开了一种基于方向性多尺度分解的叠前地震数据噪声消除方法，包括：对输入的地震数据进行傅里叶变换，在频率域使用极坐标滤波器进行多尺度分解；在每个尺度的叠前地震道集中，利用方向滤波器在同相轴的方向滤波；将滤波图像分别乘以不同的权值，再通过加法器求和，最终输出随机噪音被压制而地震同相轴得到加强的叠前地震数据。本发明的优点是：很好地压制不相干的随机噪声，提高道集中同相轴的连续性，以达到在尽量少的损伤有效波的前提下提高叠前地震资料的信噪比的目的，为后续叠前反演等工作打好基础。