本发明提供的基于AOTF的光谱成像复合探测方法，AOTF工作在衍射0级，形成带阻滤波器，红外探测器对0级光进行成像探测，AOTF不工作时，探测宽波段信息，AOTF工作时，探测带阻滤波后的较宽波段信息，AOTF不工作时与AOTF工作时的两种信息的差分信号为光谱信息，采用时分扫描方式可获取目标完整的光谱信息。本发明提供的基于AOTF的光谱成像复合探测方法，采用单套光学系统和单个探测器可同时实现宽波段成像和光谱成像两种功能，具有结构紧凑、多功能的优点；与现有基于AOTF衍射±1级的光谱成像技术相比，本发明采用AOTF衍射0级并差分运算开关AOTF的方式获取得的光谱能量将增加1倍以上，光谱探测灵敏度更高。