本申请提供一种红外偏振图像超分辨率重建和偏振信息融合方法，包括：获取具有不同偏振方向的原始红外偏振图像数据；对原始的红外偏振数据进行预处理，分解获得多幅不同方向偏振态的图像；对多幅不同方向偏振态的图像分别进行插值，在水平和垂直方向上进行三次卷积插值，而对四邻域没有同偏振态像元的待插值像元在45°和135°对角线方向上分别使用三次卷积插值，得到两个结果，计算该位置的周围其他偏振态像素与待插偏振态的相关度，计算权重关系，确定最终的插值结果；计算偏振图像的斯托克斯矢量，通过改良的偏振度和偏振角计算公式获得对比度更高的偏振信息；利用偏振度、偏振角和光强图像的高低频细节特征融合，获得了融合图像。