一种基于输出观测器的污水COD软测量方法，它涉及一种污水COD软测量方法。本发明要解决污水处理过程中反应过程复杂、非线性关系强、部分关键变量难于测量的问题。该方法是将待测变量作为系统输出，构建性能良好的输出观测器，其中的观测器参数由历史测量数据离线辨识得到。本发明的主要优点有：1）不依赖于对污水处理反应模型的先验知识，仅利用污水处理系统历史测量数据；2）基于成熟的控制理论，构建闭环观测器，动态性能优异，软测量效果好；3）应用范围广泛，除污水处理系统出水COD外，改进的系统应用于测量其他水质指标以及化工、冶炼、造纸等类似工业过程的产品成分。本方法应用于污水在线测量领域。