本发明提供了一种模型理论光谱计算方法和装置。本申请的模型理论光谱计算方法，包括：建立样品形貌模型，并建立XOZ平面坐标系；获取样品形貌模型在XOZ平面坐标系的平面轮廓；在平面轮廓上获取多个采样点，并根据多个采样点构成初始点集；根据初始点集得到Z坐标分层值集合；根据Z坐标分层值集合计算理论光谱。本申请的模型理论光谱计算方法通过获取样品形貌模型在XOZ平面坐标系的平面轮廓，并记录平面轮廓中的多个采样点，根据多个采样点构成初始点集，根据初始点集的Z坐标值进行分层，能够在线形发生改变的地方对样品形貌模型进行分层，之后根据分层值进行理论光谱的计算，在保证精度的同时减少片层的划分数量，能够提升理论光谱计算的速度。