一种基于加工表面层高周疲劳的机械构件寿命预测方法，基于微裂纹扩展理论，构建关联几何‑组织‑力学完整性指标的加工表面层疲劳寿命预测模型以及寿命损失模型；通过制作光滑试件并实验后进行加工表面层疲劳寿命预测模型待定参数的标定，制作特定加工工艺条件下获得的疲劳试件并实验后进行寿命损失模型待定参数的标定，之后，通过检测机械构件加工表面层的几何、组织和力学完整性指标并将它们输入到标定后的加工表面层疲劳寿命预测模型中即可预测得到机械构件的加工表面层疲劳寿命。本发明使加工表面层疲劳寿命预测更加准确、快捷，为抗疲劳加工工艺优化提供可靠理论指导。