本发明公开了一种饲料原料中三聚氰胺掺假定量检测方法，通过采用成像光谱仪获取训练样本的近红外成像光谱，对光谱进行预处理；采用偏最小二乘判别分析(PLS_DA)方法得到训练样本的像元点个数比值，建立其与样本浓度之间的线性关系，得到分界点浓度值；波长变量选择后，采用平均光谱分阶段建立偏最小二乘(PLS)定量模型；然后利用光谱仪采集未知样本的光谱，经相同的光谱预处理及选择相同的波长变量，通过已建PLS_DA判别模型和PLS定量模型预测该未知样本的三聚氰胺浓度。采用本发明提供的方法，能够有效解决现有掺假检测方法的检测限高、难于实现痕量检测、光谱数据相关性高、信息冗余的问题，并能显著提高三聚氰胺浓度的预测精度及稳定性，降低检测限。