本发明公开了一种多轴铣削加工工件表面形貌建模方法，属于数控铣削加工领域。步骤为：离散球头铣刀切削刃为一系列切削微元，建立球头铣刀切削刃上切削微元的切削运动轨迹方程；在建立的工件坐标系中沿平行于x轴的方向离散工件为一系列单元，每个单元两侧的面形成竖切平面，由刀具切削微元的运动轨迹方程得到刀具各个切削微元在切削运动中与竖切平面的交点，针对获得的交点保留同一x、y坐标处竖切平面上z值最低点，即工件在该点处加工后的轨迹点；刀具进行相邻刀步切削过程中会切除在本次切削过程中形成的一部分加工后轨迹点，没有被切除的加工后轨迹点将形成工件表面形貌。本发明可解决铣削加工过程中规则曲面和自由曲面的表面形貌生成问题。