本发明提供了一种测量颗粒流体两相流系统非均匀结构参数分布的方法。该方法包括：1)确定输入条件；2)建立多尺度关联的动量和质量守恒方程；3)建立稀相和密相团聚物在加速和减速过程中与结构参数的关系；4)根据颗粒流体系统的稳定性条件将求解非均匀结构参数的问题转化为数学上的泛函问题；5)确定泛函的函数定义域，求解泛函问题，输出计算结果。本发明缩小了计算量和计算时间，提高了计算速度，为工业装置规模的颗粒流体反应器的实时操作和控制提供快速准确的参数分布。