本发明提供一种基于GPU的软组织器官元球模型自动生成与碰撞检测的方法，包括了四个步骤：生成元球模型阶段，对原始网格进行点采样，计算网格模型的维诺图，获取三角网格模型的中轴面，在中轴面上放置初始的球；元球模型的局部优化阶段，根据球模型的初始位置与半径，采用聚合、调整半径、填补等方法对元球模型进行局部优化；元球模型全局优化阶段，采用一种电荷引力模型，通过计算元球与空隙之间的引力，移动并调整元球的位置；碰撞检测阶段，使用生成的元球模型进行软组织器官之间的碰撞、软组织与手术器械间的碰撞。本发明实现了一种适用于虚拟手术的软组织建模以及碰撞检测方法，且使用GPU并行计算来加速，具有很高的实时性。