本发明涉及一种铁基重熔层的组织和性能分析方法，包括：步骤1，将铁基试件放在盛有去离子水的容器中，调整冷却水液面到被处理面的距离，用Nd：YAG激光以设定的工艺参量进行试件表面重熔，得到激光重熔层；步骤2，分析不同深度冷却水层试样的性能及重熔层摩擦磨损性能，得到分析结果；步骤3，采用理论计算的方法求解合金层表面熔化和凝固过程，估算合金凝固过程中的平均冷速，得到激光能量对合金结晶过程中生长形貌的影响规律。本发明能够揭示水介质环境冷却对铁基重熔层组织和性能的影响规律，为提高铁基合金水环境冷却改性层的使用性能提供理论和实验依据。