本发明涉及一种稀土元素含量变化预测方法，包括：获取稀土串级萃取过程中数据集；数据集包括无标签数据子集和有标签数据子集，无标签数据子集包括萃取工况下特征数据；构建稀疏自编码多分支网络模型；稀疏自编码多分支网络模型模拟稀土串级萃取过程的组分含量变化；根据无标签数据子集，对稀疏编码主网络进行无监督预训练；为各分支网络分别构建损失函数；基于各分支网络的损失函数，采用误差反向传播算法与随机梯度下降算法，根据有标签数据子集对预训练后的稀疏自编码多分支网络模型进行有监督训练，输出稀土元素含量变化预测模型；利用稀土元素含量变化预测模型对稀土串级萃取过程中稀土元素组分含量进行预测。本发明提高了预测的准确性。