本发明公开了一种多分量地震数据的矢量均值滤波方法，包括：对叠前多分量地震数据做处理；对每个采样点处用多分量数据组成一个矢量；确定滤波窗口在水平方向的长度N与时间方向的长度；通过相邻道矢量数据的矢端曲线之间的距离搜索出当前滤波点所在同相轴的局部最优轨迹；以当前滤波点为中心，在最优局部轨迹上选取N个矢量信号点，并将N个矢量信号点进行边际排序，得到边际中值矢量；计算矢量信号点到边际中值矢量的距离及其平均值；选取排序后位于中间部分的矢量信号点，并对位于中间部分的矢量信号求平均得到矢量均值。通过本发明，以解决现有技术存在的在压制随机噪声时容易破坏多分量地震数据分量间矢量关系的问题。