本发明公开一种机床整机热误差建模方法，包括如下步骤：对机床实施热温升实验；通过所述机床刀尖点热误差的特性，建立机床刀尖点在空间上X、Y、Z三个方向的误差随温度变化关系函数式，即为所述机床刀尖点热误差模型；通过机床工作台上所述基准点随温度变化特性，以此特性建立工作台工件随温度变化关系函数式，得到工作台上工件点热误差模型；将所述机床刀尖点误差模型、所述工作台上工件点热误差模型进行X、Y、Z三个方向的叠代消除，形成三个方向的综合误差模型；本热误差模型合理、准确性高，有利于掌握误差随温度变化的规律，以调节机床，使机床达到更好的性能。