本发明公开了一种兼容两种曝光模式的CMOS图像传感器读出电路，包括像元、增益放大器、相关双采样电路、切换电路、斜坡发生电路、模拟数字转换器和计数器；像元输出端连接增益放大器的第一输入端；增益放大器的第二输入端连接切换电路的第一输出端，增益放大器的输出端连接相关双采样电路的输入端，相关双采样电路的输出端连接模拟数字转换器的第一输入端，模拟数字转换器的第二输入端连接斜坡发生电路的输出端，斜坡发生电路的输入端连接切换电路的第二输出端；模拟数字转换器的输出端连接计数器的输入端。本发明读出电路结构能够满足两种曝光模式输出，使两种曝光模式集成于同一相机；且兼容两种曝光模式的同时，基本不占用系统额外的面积和功耗。