本发明涉及一种基于逆时聚焦原理进行观测系统双向聚焦性的评价方法，包括以下步骤：1)根据前期数据，建立复杂构造探区的速度模型，并根据勘探要求确定地质目标；2)在包含有地质目标的选定区域中布设人工震源，采用双程声波波动方程模拟目标点的绕射波场，分别按照震源排列和检波器排列在地表记录绕射波场，形成共聚焦点道集；3)将检波点排列对应的共聚焦点道集作为边界条件，按照逆时聚焦的原理外推，根据零时刻成像条件获得目标点处的成像，即检波点聚焦束Pk；4)将震源对应的共聚焦点道集进行外推，得到震源聚焦束Sk；5)将检波点聚焦束和震源聚焦束的乘积作为总聚焦束，即是当前观测系统在该目标区域的双向聚焦性评价函数。