本发明公开了一种基于分层块替换的多图像压缩方法，包括步骤：设定参数；读取输入的图像序列，将图像序列按照一定的顺序进行排列，记录每一幅图像文件的信息；记当前层编号iS＝0，将读入的图像序列按顺序进行切分成块，采用四元组形式对每个块进行定义：替换当前层相似度较高的块，并将替换结果整理成替换记录与替换表；将当前层编号iS加1，若等于总层数nS，则结束分层替换并进行编码输出；否则将当前层的块的边长减半，并将第iS?1层所有Unique块切分成四个大小相等的子块；剔除掉第iS?1层的非Unique块后，回到替换当前层相似度较高的块的步骤。本发明能够有效消除图像间的冗余，在处理大量相似图片时，能显著提升压缩比。