本发明提供一种利用卷积自编码器深度神经网络进行地震数据重建的方法，该利用卷积自编码器深度神经网络进行地震数据重建的方法包括：步骤1，进行训练集和测试集的准备；步骤2，搭建卷积自编码器神经网络；步骤3，进行卷积自编码器神经网络的训练、测试和参数调整；步骤4，应用训练好的卷积自编码器神经网络进行地震数据重建。该利用卷积自编码器深度神经网络进行地震数据重建的方法将深度学习技术引入到地震数据重建处理中，不需要人机交互的人工阈值设定，避免了传统地震数据重建方法中的数学模型约束和物理模型约束，训练完成后可以快速有效的应用于大批量的地震数据重建处理中。