本发明公开了一种基于超声波的改进型FISTA温度场重建算法，包括以下步骤，步骤1：将测量区域划定为一定数量的离散网格；步骤2：构建基于离散网格点温度误差目标函数；步骤3：基于测量的声波飞渡时间数据，采用改进型FISTA算法求解该目标函数，得到网格下的测量区域温度分布；步骤4：将测量区域网格下得到的温度分布利用三次埃尔米特插值，得到整个测量区域的温度场分布。本发明提出的改进型FISTA算法利用被测区域物理信息以及声波飞渡时间，实现了温度场的快速重建。通过重置加速度参数，解决了温度场迭代重建过程中存在的波动不稳定问题。同时，该算法在梯度函数中引入正定矩阵，提高了温度场重建速度与重建精度。