本申请公开了一种基于多目标分割的多光谱图像融合方法、装置及设备，涉及图像处理技术领域，根据多目标分割的类别在特征域对不同目标采用不同的融合方式，产生符合人眼视觉感知图像的同时，有效突出红外图像中的显著目标。所述方法包括：采集可见光图像和红外图像，对可见光图像和红外图像进行图像配准处理，得到已配准的目标可见光图像和目标红外图像；采用多目标分割网络对目标可见光图像和目标红外图像进行多目标语义分割，生成多目标分割图像；基于多光谱图像融合网络提取目标可见光图像对应的第一深度特征和目标红外图像对应的第二深度特征，通过融合第一深度特征、第二深度特征和多目标分割图像，生成目标融合图像。