本发明公开了一种基于面积约束与形状约束的细胞结构(如细胞核、细胞膜)三维形貌恢复方法，通过面积约束条件与形状约束条件实现荧光共聚焦失效图层中细胞器结构的有效恢复，并通过逐层拼接，最后完成可用于免标记细胞物理特征仿真运算的细胞三维形态结构模型。本发明较常用的直接通过荧光共聚焦图像重构的细胞非完整三维形态方法，有效的恢复了由荧光标记等误差产生的细胞形态缺失，对依据细胞形态建模实现的细胞本征物理特性的计算、提取，以及细胞病变状态的免标记反演规律研究，具有非常重要的理论意义与实际应用价值。