本文针对反求工程中复杂机械零件CAD建模的关键技术进行了系统深入的研究。文章阐述了反求工程的基本概念、应用领域和CAD建模的基本步骤，详细论述了反求工程CAD建模涉及的关键技术及其发展现状，同时介绍特征技术在几何造型中的应用，并探讨了反求工程CAD建模中引入特征技术的意义。结合反求工程自身的特点和特征、约束在其中的作用，系统的研究了反求工程CAD建模中特征、约束的定义，将特征系统的分成点、线、面、体四大类以及主要特征和辅助特征两个层次，并以此为基础结合机械零件的实际讨论了线线约束、面面约束、体体约束。通过对反求工程中的点云数据类型进行的分析，提出了一种有效的数据点去噪和漏测数据点补全的方法。在三角剖分的基础上，在所得的三角域中建立局部坐标系采用概率论中的正态分布模型进行局部噪声点删除，通过B-B曲面构建对数据点进行整体平滑。针对实际测量中出现的漏测数据情况，依据测量中已得数据点的几何信息，建立能量优化模型进行数据点的补全处理。在二次曲面特征提取中对数据点的曲率和法矢的计算进行了论述，以曲率和法矢作为判断依据实现了几种简单二次曲面特征的提取。给出了基于最小二乘法的平面、球面、圆柱面、圆锥面等二次曲面拟合的算法。在自由曲面的特征提取中，详细论述了通过点云切片从点云数据中提取截面轮廓数据的方法，讨论了从截面数据中提取特征点，通过特征点两边数据的规律实现截面特征的识别。运用最小二乘的方法实现截面特征曲线的构建，在此基础上运用蒙皮技术完成自由曲面模型的重构。最后在总结全文的工作和创新点的基础上，指出反求工程中CAD建模中需要进一步研究的内容。