本发明属于地球物理技术领域，具体涉及VTI介质球面纵波反射系数解析方法。一种VTI介质球面纵波反射系数解析方法，包括：求解VTI介质球面波位移积分方程；利用矩量法求解纵横波点震源分别激发的位移场；简化VTI介质球面波位移方程；求球面反射波在接收点处的位移；定义VTI介质球面波反射系数为球面反射波与入射波在偏振方向的位移分量之比；推导垂直纵横波速度、密度及各向异性参数直接表征的频率、深度依赖的VTI介质球面波反射系数解析方程。本发明的方法可准确刻画VTI介质球面波振幅与相位频变反射特征，量化几何地震近似在不同频率、不同反射深度及不同入射角条件下的误差。