本发明公开了一种锅炉废气排放预测模型建立方法、预测方法及装置，该模型建立方法包括：获取历史数据，对历史数据进行预处理以及典型相关分析后得到训练样本；建立深度信念网络，通过训练样本对深度信念网络进行训练并得到训练样本特征矩阵；从训练样本特征矩阵中抽取得到若干个训练样本集，根据训练样本集的特征数据分别进行决策树建模以形成随机森林模型并对其进行训练；将训练好的深度信念网络以及随机森林模型组合生成废气排放预测模型。本发明利用深度学习算法提取输入数据深层特征，同时采用参数设置少、收敛速度快的随机森林算法，该废气排放预测模型的收敛速度快且预测精度高，适用于燃烧过程更为复杂难控的炉排垃圾焚烧锅炉。