本发明公开了一种高动态星敏感器图像非均匀校正方法，方法包括：确定待校正星图与两个定标图像的增益、和/或积分时间不同后，依据ICCD的成像模型，对所述两个定标图像进行增益条件变换及增益响应非均匀性校正、和/或积分时间条件变换及积分时间响应非均匀性校正；采用校正后的定标图像对所述待校正星图进行非均匀性校正。本发明同时公开了一种高动态星敏感器图像非均匀校正装置，采用本发明的方法及装置，能有效地抑制星图的非均匀性，从而有效地提高星敏感器的测量精度。