基于随机森林回归的卫星大气二氧化碳数据空间插补方法，包括：将卫星观测数据作为随机森林回归模型的训练目标变量，将除XCO2卫星观测数据以外的样本数据和XCO2时间序列构成的数据集划分为随机森林回归模型的训练特征向量和测试特征向量；训练目标变量、特征向量构成训练数据集，利用设定的待估算目标变量和测试特征向量构成测试数据集；建立基于随机森林回归模型的卫星观测XCO2空间插补模型，训练时评价不同模型的精度，以精度最大值对应的最优的卫星观测XCO2空间插补模型对未覆盖地区XCO2估算，利用估算数据对XCO2卫星观测数据进行空间插补，解决现有卫星观测二氧化碳数据空间覆盖度低、数据缺失严重的问题。