本发明公开了一种基于隐式模型表达的界面感知射线追踪方法，用于地震数据反演、建模和偏移的系统，步骤为：基于隐函数来表达地质界面；使用二叉树来描述地层沉积序列，并结合隐式表达的地质界面实现三维地质体构造模型的生成；在隐式表达的构造模型的基础上，根据指定的每个地层体的速度分布规则，为包含在地层体内或者与地层面相交的四面体单元顶点赋速度值，并以地层体为单位，组织和存储速度文件；在隐式表达的构造模型约束下，根据运动学方程和反射定律，基于界面感知的射线追踪在构造模型中分段迭代进行。本发明可对复杂地质构造模型的自动进行速度建模，并完成高精度和健壮的射线追踪，为地震反演、偏移成像和数值模拟获得重要参数。