El proceso de crecimiento de las plantas de soja necesita mucha agua. La detección rápida del marchitamiento del dosel de la soja bajo estrés por sequía es de gran importancia para la cría de variedades de soja, la regulación del cultivo y la gestión fina. Apuntando a los problemas de ser engorroso y llevar mucho tiempo cuando se utilizaba la tecnología química tradicional para determinar el índice de marchitamiento de la soja, en este estudio se propuso un método de cálculo del índice de marchitamiento para el dosel de soja basado en la transformada de Fourier de imágenes multiespectrales. Suinong 26, una variedad de soja del noreste, fue tomada como objeto. Primero, se adquirieron cuatro tipos de imágenes multiespectrales de soja de los canales verde, rojo, borde rojo y cerca del infrarrojo con una cámara multiespectral Sequoia. En segundo lugar, basándose en la imagen de reflexión multiespectral preprocesada por filtro mediano y filtro medio, se extrajo el área objetivo de una imagen multiespectral del dosel de soja mediante el método de umbral iterativo y algoritmo de transformación afín, y la tasa de segmentación efectiva fue del 97.02%. Además, se utilizó la transformada de Fourier para analizar las características espectrales de la imagen multiespectral del dosel de soja. Cuando el radio espectral de cada canal era de 50, la energía alcanzó más del 98% y se concentró en la región de baja frecuencia del centro espectral. Finalmente, de acuerdo con la diferencia entre la componente de CC de baja frecuencia y la proporción de energía total en el radio espectral de las imágenes multiespectrales bajo tratamiento normal y de sequía, se construyó un modelo de cálculo del índice de marchitamiento de la soja basado en el espectro de energía de la transformada de Fourier. Los resultados mostraron que la diferencia del índice de marchitamiento entre el tratamiento normal y de sequía para los cuatro canales (verde, infrarrojo cercano, rojo y borde rojo) fue de 2.38, 3.11, 3.56 y 4.11, respectivamente. La efectividad del índice de marchitamiento fue verificada y analizada utilizando el ángulo promedio de inclinación de las hojas. El coeficiente de determinación R de los cuatro canales entre el índice de marchitamiento calculado y el ángulo promedio de inclinación de las hojas fue superior a 0.85. Este método de cálculo puede proporcionar una base cuantitativa y apoyo técnico para la regulación científica de los rasgos fenotípicos ecológicos y morfológicos de las plantas de soja bajo estrés por sequía.