本发明涉及一种基于高分辨率遥感数据的流域污染溯源方法，属于工程科学技术中的环境遥感领域；步骤一、对遥感污染水域图片进行解析处理，获得反射率数据和图片中各像元点对应的污染物浓度；步骤二、提取图片中的污染水域的轮廓；步骤三、将污染水域轮廓分为N个子块，求出各子块对应的离散污染物浓度VT(ci)；步骤四、设定M个污染源中各污染源的浓度Vj，位置sj；j模拟计算各子块的污染物浓度模拟值VH(ci)；步骤五、建立目标函数F；对目标函数F进行最优化迭代；根据目标函数F最优化迭代结果，判断流域污染溯源是否准确。本发明解决了快速定位流域污染源的问题，实现了流域的污染溯源，能够为环境监管机构的决策提供重要依据。