本发明公开了一种基于自编码压缩感知的空间光信号传输方法，该方法首先通过将发射的射频信号幅度调制到多波长光载波与伪随机序列混合，并实现信号的随机亚采样。其次将随机亚采样的信号经准直器将空间光信号耦合至光纤中，再经过光电转换器转将光信号转化为电信号，获得压缩采样后的信号波形图像。然后利用示波器采集原始射频信号波形图像，构建信号数据集输入基于自编码器构建的信号重建网络模型，进行预训练。最后将压缩采样后的波形图像组成数据集，对预训练后的信号重建网络模型进行微调，输出重建后的波形图像。本发明有效解决重构过程计算成本过高且实时性有限问题，在相同压缩比情况下能获得更高质量的重建结果。