本发明涉及一种用于研究零件抗疲劳性能的表面粗糙度分析方法，该方法解决无法准确研究和评价加工表面粗糙度对零件抗疲劳性能的影响机理和规律、以及无法对比不同加工方式形成的加工表面粗糙度对零件疲劳抗疲劳性能的影响程度的技术问题。本发明用于研究零件抗疲劳性能的表面粗糙度分析方法具体为，将零件加工表面的表面轮廓高度随测量长度变化的粗糙度轮廓曲线解耦为受工艺条件影响的理论曲线和受随机因素影响的随机曲线，其中，理论曲线和随机曲线均以时间为横坐标，以表面轮廓高度为纵坐标。