本发明公开了一种海底硫化物矿体结构宽频带地震约束反演成像方法，属于海洋地震探测领域。本发明针对当前海底硫化物矿体结构探测难题，基于宽频带近底垂直电缆地震探测数据，利用压缩感知重建方法克服因仪器自身、其他搭载设备影响及海浪等环境条件影响引起的数据缺失问题，提高后续处理精度；然后基于岩石样品物性测量、电法探测、若干站位的CTD等在内的多源数据构建初始约束平滑速度模型，进而提出多步频率阻尼多尺度全波形反演速度建模方法，并在迭代反演中利用波场照明进行模型修正，实现海底硫化物矿体由轮廓到细节的高分辨成像。本发明从数据精度、初始模型构建和反演方法技术等角度提出海底硫化物地震成像的优化方案，可以有效提高硫化物矿体结构成像的准确度。