本发明提供了一种重力约束下断裂面形态的贝叶斯推断方法，包括：步骤1，将目标断裂面所属的三维地质空间进行离散化表示；步骤2，根据给定地质先验信息的先验函数计算目标断裂面的先验概率；步骤3，根据给定物性分布计算目标断裂面的地球物理正演值。本发明基于贝叶斯模型结合重力和地质先验信息推断断裂面形态，利用马尔科夫蒙特卡洛算法推断断裂面形态后验概率分布，结合信息熵算法可视化断裂面深部形态的不确定性空间分布，有效缓解单纯依赖地球物理反演或地质推断导致的深部形态不确定性，提升断裂面深部三维结构重建的准确性和有效性。