本发明公开了一种基于MIMO雷达的发射极化优化DOA估计方法，主要解决现有技术中MIMO雷达未利用极化信息以及发射极化参数固定引起的DOA估计精度低的问题。本发明实现的步骤如下，（1）建立阵列模型；（2）获取阵列接收数据；（3）匹配滤波；（4）获取目标方位角和俯仰角的克拉美罗界；（5）获取最优发射极化参数。本发明充分利用电磁波的极化信息，利用克拉美罗界最小化的方法来优化发射极化参数，明显提高了目标DOA估计的精度。可用于雷达对飞机、舰船等运动目标的精确定位和跟踪。