本发明提供一种重构混凝土结构三维温度场的方法，即：根据实际的混凝土结构建立网格模型，有限元计算实际工况任意初始、边界条件下混凝土结构三维温度场；建立用于重构混凝土结构三维温度场的神经网络；根据混凝土结构三维温度场的数值计算结果，及重构混凝土结构三维温度场的神经网络，确定最优的混凝土温度测点布置间距，实际布设温度测点；获取实际布置各温度测点的空间位置信息和实际温度历程监测数据，通过重构混凝土结构三维温度场的神经网络，获得混凝土结构实际三维温度场的重构结果。本发明重构的混凝土结构三维温度场精度更高、结果更符合实际情况，在相同的温度场重构精度条件下所需的温度测点数量最少。