本发明公开了一种基于组感知图神经网络的全国城市空气质量预测方法，包括：1)对城市空气质量监测数据和天气数据进行预处理，并利用滑动时间窗口得到训练数据集；2)根据城市的地理分布构建城市图，建模城市间的空间依赖关系；3)在编码器中利用可微分组网络将所有城市映射到固定数量的城市组，并利用组关系编码网络构建城市组图，建模城市组之间的相关性；4)在城市图与城市组图上采用消息传递机制分别建模城市间与城市组间的依赖关系；5)解码器接受编码输出后，实现端到端的预测输出。本发明结合组感知图神经网络和编解码器架构来预测全国城市空气质量，在卫生健康、城市规划等领域具有广阔的应用前景。