本发明涉及混凝土结构表面损伤检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的混凝土结构表面损伤检测方法。包括：获取混凝土结构表面图像；对图像进行加权平均法灰度处理，得到灰度图像；对灰度图像进行聚类，得到各光照条件下的局部损伤区域；将分割后的图像分为线性损伤与圆形损伤区域;针对两类损伤情况，分别获得完整损伤区域并编号；比较不同光照条件下的成像质量，得到各损伤区域对应的最佳光照条件；在此光照条件下，根据混凝土结构表面灰度图像对损伤区域进行进一步分类；针对不同损伤类别进行损伤程度的计算。本发明能够更加精确的对混凝土表面损伤进行分类，为混凝土结构损伤修复加固提供理论支持，提高混凝土表面损伤识别率。