本发明公开了一种基于稀疏变换学习的地震波阻抗反演方法，与传统解决方案相比，本发明解决了现有的基于稀疏性先验信息的地震波阻抗反演存在的稀疏表示性能差、稀疏性利用不充分、存在阶梯效应、对薄层和弱反射层的识别不利等问题，通过稀疏变换学习的方式构造一种可根据波阻抗自适应变化的稀疏变换，对波阻抗进行稀疏表示，并将稀疏表示结果应用于地震反演中。