本发明提供一种采用时间堆栈实现空气污染物大气扩散快速预测的方法，解决现有随机游走方法模拟大气污染物扩散，存在占用内存过大、计算时间过长、计算效率低的问题。该方法包括以下步骤：1)设初始化条件：模拟粒子数、截断时间、计算范围、记录网格分辨率和污染源的空间分布；2)污染源抽样；3)采用时间堆栈方法跟踪模拟标记粒子的运动轨迹，具体为在每一个时间步中，计算所有标记粒子经过一个时间步Δt后的位置，并将每一个粒子信息存储在堆栈中；计算完某一时间步内的所有粒子运动后，根据粒子驻留时间给出该时刻每个空间网格上污染物浓度值；4)根据不同时刻所有网格点的空间浓度分布，得到污染物整个扩散过程中浓度分布的时空图像。