本发明公开了一种基于脑电特征的多维音色感知空间模型建模方法，该方法包括如下步骤：采集多种乐器单音色样本并进行预处理；对音色样本，提取声学时频域特征,及通过行为心理学实验提取心理感知特征；将多种乐器音色样本作为听觉刺激进行脑电实验，提取对应事件相关电位ERP信号作为脑电特征；以不同音色点的欧氏距离表征不同音色特征的不相似度；计算不同音色点间距离；根据样本音色点间的欧氏距离矩阵，拟合一个维度相互正交的低维空间，将音色特征向量的不相似度变换到低维空间中，将音色特征向量直接映射到低维空间中，形成点集，直观显示各乐器音色的相似性和相异性。本发明表征了音色声学特征、心理感知特征和脑电特征之间的映射关系。