本发明属于材料细观结构三维重构建模技术领域，特别涉及一种基于CT切片图像的纤维增强复合材料三维重构建模方法，包括如下步骤：1)采用CT技术，获取纤维增强复合材料细观切片图像，并转化为灰度图像；2)复合材料细观CT切片灰度图像二值化；3)二值化的材料灰度图像纤维束轮廓识别；4)材料灰度图像纤维束轮廓光滑处理；5)纤维增强复合材料细观结构三维重构。本发明专利提供了一种细观尺度三维重构建模的方法，大大降低了人工三维重构建模的成本和误差，对材料细观结构形貌和尺寸的变化可进行准确、高效的量化表征和建模，具有较好的工程推广性。