本书分为六大部分，第一章是绪论部分，主要介绍了课题的研究背景和意义，梳理概括了课题相关的研究现状，并且分析了目前红外弱小检测领域的困难和挑战；第二章介绍了理论基础，主要介绍涉及的基本数学理论、优化方法和算法评价指标；第三部分对红外背景的低秩性和目标的稀疏性进行了深入分析并且研究基于张量主成分分析方法的红外弱小目标检测方法；第四部分第四章主要针对非平滑场景的目标检测难题，研究基于时空域信息和总变分正则项的检测方法；第五部分主要针对高亮杂波干扰下的目标检测问题，研究基于时空域信息和多子空间学习的检测方法；第六部分研究了基于非独立同分布混合高斯模型和改进通量密度的目标检测方法。本专著的特色是深入浅出为读者介绍红外弱小目标检测问题，尽量用易于理解的方式展现研究工作和相关内容，面向的读者群体主要包括：空间信息处理相关方向的本科生和研究生、高校相关专业的教师、相关科研机构的研究人员、工业部门相关领域的技术人员、对该问题感兴趣的所有读者。