本发明涉及一种内燃机分缸燃烧状态估计方法，它包括以下步骤：1)在内燃机的任一分缸中设置一缸压传感器，在内燃机的曲轴上设置一曲轴转速传感器；2)根据内燃机曲轴系统刚性模型求解各分缸指示转矩和；3)对指示转矩和进行分解以获得当前发火缸的气体作用力指示转矩；4)对于设置有缸压传感器的分缸，由缸压传感器直接测量其发火时的气体作用力指示转矩，并将测量值与步骤3)所得的当前发火缸的气体作用力指示转矩做差以得到设置有缸压传感器的分缸发火时的气体作用力指示转矩的误差，用该误差修正未设置缸压传感器的汽缸发火时的气体作用力指示转矩估计值。本发明方法可广泛应用于各种电控柴油机和电控汽油机。