本发明公开了一种高速铁路隧道口缓冲结构设计方法，包括：S1、设计样本工况隧道口缓冲结构参数；对样本工况进行数值模拟监测预选数值项作为标量场；S2、基于POD重构原理，根据数值模拟和标量场得到POD模态；根据隧道口缓冲结构参数和POD模态预测不同缓冲结构下的POD模态系数；S3、根据POD模态和不同缓冲结构下的POD模态系数，重构出不同缓冲结构下的标量场数据记为重构标量场数据集；S4、对重构标量场数据集中的标量场数据进行寻优处理得到最优标量场数据；根据最优标量场数据逆向分析得到最优隧道口缓冲结构参数，对隧道口缓冲结构进行设计。本发明还提供一种执行本发明的高速铁路隧道口缓冲结构设计方法的系统。