一种基于隐式表达的非均质超结构模板生成方法，先将数值均匀化理论与变密度法拓扑优化相结合，构建超结构逆均匀化拓扑优化方法；再将超结构逆均匀化拓扑优化方法与设计自动化平台ISIGHT相结合，以优化参数为变量，实体材料体积最小化为目标函数，获得具有相同等效弹性张量的不同超结构构型；然后选取制造性好且形状规则的构型，使用水平集函数构建超结构模板，通过控制结构之间切割函数值相等实现相邻超结构之间的良好连接；最后建立水平集控制参数与等效性能张量分量的函数关系；对特定的材料性能需求，根据函数关系反求水平集控制参数；本发明可以有效提高预定属性非均质结构化材料的设计效率。