本发明公开了一种水下偏振成像方法及其装置，包括：通过光源发射的目标光束通过第一偏振片照射目标和悬浮粒子；目标进行反射得到目标反射光，悬浮粒子进行散射得到后向散射光；目标反射光和后向散射光通过第二偏振片照射到探测器上；在有目标区域，旋转第二偏振片获取第一偏振子图像集，进而得到第一总光强矢量；在无目标区域，旋转第二偏振片获取第二偏振子图像集，进而得到第二总光强矢量；根据第二总光强矢量得到后向散射光的偏振度和偏振角；根据第一总光强矢量、后向散射光的偏振度和其偏振角得到目标偏振角；根据后向散射光的偏振度和其偏振角得到后向散射偏振光光强。本成像方法及其装置可重建图像中丢失的目标信息，提高水下成像质量。
