本发明属于光声谱无损检测技术领域，具体涉及一种基于光声谱的工件浅表分层成像方法。本发明利用脉冲激光结合扫描振镜在工件表面激发出光声信号，根据不同频率光声信号代表的热波深度分布特性，通过快速傅里叶变换，在声传感器采集的光声信号中筛选峰值谱信息，并以振镜控制器所控制的脉冲激光光束扫描位置信息作为图像的像素位置信息，获得不同深度的累积图层，通过相邻累积图层的差分处理，获得工件浅表区域的分层图像，为工件的表面/亚表面缺陷检测提供了一种全新的成像解决方案。本发明不仅可广泛应用于工件的离线表面亚表面缺陷检测，而且还能应用于包括金属3D打印在内的各种激光加工过程的在线监测，应用前景广阔。