本发明提供了一种基于概率不确定性的残余力向量损伤识别方法，包括步骤：测量待识别结构局部测点的模态信息；构建模态信息和待识别结构的结构损伤参数之间的函数方程；利用概率不确定性定量化技术得到模态信息的概率分布；根据模态信息的概率分布和函数方程得到结构损伤参数的概率分布求解公式；根据结构损伤参数的概率分布求解公式分别得到待识别结构中损伤结构和未损伤结构的损伤参数概率分布；根据损伤结构和未损伤结构的损伤参数概率分布得到待识别结构的损伤期望指标。本发明能够通过结构局部测点的模态信息得到表示结构损伤的损伤期望指标，具有较好的适应性，并能够保证对结构损伤描述的丰富性，同时具有明确的物理意义。