本发明公开了一种基于结构体矩阵的砂岩三维真实模型重构方法，它包括运用X‑射线成像设备获取砂岩标准试件几何拓扑结构图像数据；将图像数据转换成离散三维数字化矩阵；运用Chan‑Vese模型对砂岩数字矩阵进行两相分割；建立结构体矩阵模式库：基于砂岩数据的结构体矩阵确立对应的中心体素单元模式和坐标信息；通过结构体矩阵反演得到几何拓扑结构数据和线性插值，得到砂岩两相微观结构的点坐标和方向矩阵，从而实现砂岩三维模型重构过程和结果可视化。本发明的优点是：运用结构体矩阵完成几何拓扑结构数据的存储、搜寻和恢复，提高了计算效率，降低了数据存储内存消耗，减少了三维重构模型与真实试件之间的误差。