本发明公开了一种基于阿基米德螺线作为观测矩阵的红外图像重构方法，包含如下步骤：步骤(1)：读入所需重构维度为N×N的红外图像，根据维度定义阿基米德螺线极坐标方程；步骤(2)：在阿基米德螺线上均匀地采集N2个点，构造一个确定的序列；步骤(3)：利用确定的序列构造确定性矩阵作为所需重构维度为N×N的红外图像的初始观测矩阵；步骤(4)：根据采样率构造确定性矩阵的维度M×N，得到确定性观测矩阵，再利用确定性观测矩阵重构红外图像。本发明将CS理论引入到红外成像系统中，获得高分辨率重构红外图像，使获得的重构红外图像包含更多有价值的目标信息，有助于后续的目标检测、识别和跟踪工作。且重构误差明显减小，峰值信噪比值明显提高。