本发明属于海洋地震勘探领域，具体公开了一种基于波场激发近似的反射波旅行时反演方法，包括如下步骤：以给定的地震子波和观测地震数据，结合初始速度模型计算背景波场；以观测地震数据作为震源，计算伴随背景波场，计算逆时偏移结果；恢复背景波场，计算扰动波场；基于扰动波场建立反射波旅行时反演的梯度方程，计算梯度，根据梯度确定步长大小，得到本次迭代的速度更新量；迭代更新速度参数，直到满足收敛条件，输出速度数据即为最终的反演结果。本发明所公开的方法只保存波场的激发振幅和激发时间，可以提高反射波旅行时反演的效率，大幅度降低存储消耗，为海洋地震勘探背景速度建模提供技术支持。