本发明涉及一种基于纳米荧光显微高光谱成像技术的食源性微生物可视化分析方法。该方法为：以食源性微生物为研究对象，构建一套荧光显微高光谱成像技术，通过合成多色上转换纳米材料，构造一个具有特异性识别食源性微生物的多色纳米荧光探针，对复杂体系下的多种微生物进行多靶标标记；在荧光显微成像模式下，针对获取待测对象的荧光光谱图像数据，提取感兴趣区域(ROI)的荧光光谱，通过数据降维手段，优选特定尺度下的特征光谱图像，并借助图像处理手段，实现物理场胁迫下的食源性微生物的分布、迁移、代谢、凋亡等过程的可视化分析，该方法适用于食品安全、环境监测等技术领域。