本发明涉及一种基于观测器的精馏过程单吨能耗预报精度评价方法，包括建立精馏过程的状态空间模型，基于状态空间模型得到模型预测值，同时获取精馏过程的观测值；基于观测值和模型预测值确定状态估计手段，从而得到状态变量的估计值；根据状态变量的估计值，结合精馏过程机理，得到精馏过程单吨能耗预报值；利用预先确定的单吨能耗预报精度观测器对单吨能耗预报值进行评价，其中单吨能耗预报精度观测器基于预先求解得到的单吨能耗预报性能指标函数确定。本发明能够实时且灵敏的反应精馏过程单吨能耗预报精度，并且还可以适用于不同的精馏过程对象，还可以适用于不同的环境，使得观测到的性能结果可以跨越不同的精馏过程对象仍然具有实用性。