本发明公开了一种基于三维随机重构的无机非金属材料性能分析方法。该方法是在无机非金属材料分析常用手段‑‑电子显微镜的基础上，通过连续多次不同深度的扫描，获得所有截面的二维图像，再将二维图像处理成晶体成分特征矩阵，多个二维晶体成分特征矩阵进行重构，生成三维晶体特征矩阵，同时提取晶体成分特征，形成特征库，为进一步的三维随机重构做准备；基于特征库，对三维晶体特征矩阵随机重构，形成新的矩阵，并转化为有限元软件的输入文件，最后进行计算分析，得到无机非金属材料的性能参数。