本发明涉及一种海面目标微波热辐射电磁散射联合探测方法，包括如下步骤：步骤1：利用星载微波辐射被动探测子系统获取海面目标亮温图像，实现对海面目标的广域搜索，同时对目标进行粗分类，获取海面目标的位置信息，并发送给星载微波辐射主动探测子系统；步骤2：处于关机状态的星载微波主动探测子系统待接收到星载微波辐射被动探测子系统的目标信息后，调整卫星姿态，完成对指示目标的SAR成像后立即关机；步骤3：通过融合挖掘方法处理目标的微波辐射图像和SAR图像，实现对目标的精细化识别和态势感知。本发明实现对海面目标进行精细化识别，以满足远海远洋海面目标的全天时、全天候、隐蔽性探测与精细化识别的迫切需求。