本发明提供一种海洋工程结构微小损伤判定方法，包括：多次测量完好海洋工程结构的动力响应时程数据；基于模态参数识别方法，根据动力响应时程数据确定前n阶模态频率；将各次测试得到的模态频率组合，得到完好频率矩阵；采用同样的方法得到待测海洋工程结构的待测频率矩阵；对完好频率矩阵和待测频率矩阵进行线性判别分析，得到完好频率残差和待测频率残差；基于假设检验技术，确定待测海洋工程结构是否发生损伤。使用线性判别分析方法对原始频率矩阵进行处理，有效地消除环境因素变化对结构振动特性的影响，获取反映结构健康信息的频率残差，配合统计假设检验技术，实现了对结构的微小损伤状态的准确判定。