本发明公开了一种基于空谱加权TV的非凸低秩松弛的高光谱图像恢复方法。首先利用局部空间邻域的梯度信息，建立空谱联合的加权TV，继而在高光谱图像低秩恢复的框架下，引入矩阵的γ范数作为矩阵秩的非凸松弛，结合空谱加权TV，建立空谱加权TV的高光谱图像非凸低秩恢复模型。利用ADMM方法(Alternating Direction Method of Multipliers，交替方向乘子法)将模型分解为几个子问题，并分别采用非凸软阈值算子，分裂Bregman迭代，软阈值收缩算子等对转换后的子问题进行求解；得到恢复后的高光谱图像。本发明充分挖掘高光谱图像的光谱以及空间信息，具有很好的空间结构保持性能、光谱保真性，同时，具有良好的无偏性和鲁棒性，本发明能够快速、有效的去除混合噪声，得到具有良好视觉效果的高光谱图像。