密度界面反演方法可推断构造界面起伏形态，对于分析区域地质构造、地球深部构造和划分构造单元具有重要意义。当涉及到区域性乃至全球尺度问题时，通常采用球坐标系的密度界面反演方法。传统球坐标系密度界面反演方法在地表观测面的计算精度较低，且未能考虑地下密度的纵横向变化。这里针对上述问题，开展球坐标系变密度界面正演及反演方法研究，通过理论推导和高斯-勒让德积分算法改进，给出球坐标系变密度界面高精度正演方法，运用迭代优化算法而给出球坐标系变密度界面反演方法。最后利用球壳模型和起伏界面数据试验验证该方法的有效性，适用于大区域、地表观测面的变密度界面反演。