本发明提供一种叠前道集保真性振幅补偿优化方法，包括：对叠前道集数据E1，利用入射角和振幅代入佐布里兹特征三项式，拟合参数；将拟合得到的参数代入特征三项式得到拟合道集E2，并对叠前道集数据E1进行拟合修正得到修正道集数据E3；统计工区各井点AVA整体特征，根据井点目标层速度和密度资料进行全佐布里兹方程正演，得到正演道集数据E4；根据兼顾时间和偏移距方向的全佐布里兹方程补偿修正函数式，对修正道集数据E3结合正演道集数据E4进行AVA振幅补偿修正，得到最终优化道集数据E5。该方法提高了叠前道集的AVA特征保真性，保持了叠前振幅随炮检距变化的关系，为后续的全佐布里兹方程反演奠定了良好的资料基础。