一种数控机床主轴热误差建模及加工精度可靠性分析方法，属于机床精度可靠性分析领域，其特征在于：基于数控机床热误差产生机理和免疫算法，建立了数控机床的热误差模型；基于多体系统理论，建立了同时包含几何误差和主轴热误差的加工精度模型；基于Latin超立方抽样蒙特卡洛方法，对数控机床加工精度可靠进行了分析。本发明建立的热误差模型具有更高的预测精度，可为数控机床热误差的预测提供方法支持；本发明建立的加工精度模型考虑了多源误差的影响，使得加工精度的预测更接近实际情况；本发明提出的加工精度可靠性分析方法，将机床加工精度可靠性评估从传统的静态范畴扩展到动态范畴，为机床加工精度可靠性分析提供了有效的理论指导。