本发明提供了适用复杂海底界面的深拖式多道地震炮检精确定位方法，包括：计算深拖地震接收电缆各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量和垂直方向偏移量；计算各炮集检波点接收到的直达波旅行时理论计算值、海面反射波旅行时理论计算值和海底反射波旅行时理论计算值；构建复杂海底界面条件下深拖式多道地震接收阵列几何形态表征参数和海水声速优化参数同步优化反演的目标函数；求解目标函数，完成深拖式多道地震探测系统的炮检精确定位。本发明不依赖水听器阵列配置的姿态传感器和深度传感器数据，能够同步获取各炮集阵列几何形态表征参数和海水声速的优化反演结果，有效应对地震波旅行时拾取的不确定性和任意复杂海底界面条件。