本发明公开了一种校正多光谱相机响应值非线性的方法，包括如下步骤：选择商用色卡中的中性色块作为校正灰阶，用分光光度计测量校正灰阶中每一个色块的光谱反射比，并将光谱反射比归一化；利用多光谱相机拍摄校正灰阶的多通道图像，获得校正灰阶的多通道响应值并将其归一化；采用三次多项式建立每一个通道的归一化响应值与归一化反射比之间的关系；最后获得校正目标对象的非线性校正后的多通道响应值。本发明的方法操作简单，无需测量校正灰阶的辐亮度，且无需多次曝光，并将多通道响应值进行归一化处理，不受响应值幅值的影响，同时利用三次多项式拟合归一化响应值和归一化的反射比，提高了校正方法的适用性和精度。