一种热设备的内部状态估计方法具备：测量工序，测量热设备中的状态量；解析条件创建工序，创建解析条件；数据同化工序，通过缩约模型、测量工序的测量值和解析条件的数据同化计算，得到热设备内部的温度分布和位移分布的概率分布以及解析条件的修正值的概率分布；后处理工序，根据概率分布的期待值求取热设备的内部状态；解析工序，求取有限要素模型的温度分布和位移分布的解矢量；和缩约模型构筑工序，提取对线性空间赋予特征的部分空间，并根据有限要素模型构筑缩约模型，在数据同化工序中，使用缩约模型构筑工序的缩约模型来算出概率分布，在解析工序和缩约模型构筑工序中，使用解析条件创建工序的结果来构筑缩约模型。