本发明公开一种基于微波遥感的深层土壤湿度反演方法，包括获取深层土壤数据、计算深层土壤发射率和反射率、构建反演模型以及反演深层土壤湿度；本发明先基于微波遥感获取待测深层土壤的亮度温度，并通过土壤测量仪器获取待测深层土壤的物理温度，再由获取的数据计算深层土壤的发射率和反射率，并通过构建的反演模型对土壤的发射率、反射率以及等效介电常数进行反演，从而获得深层土壤湿度，相比传统测量方法机理简单，处理步骤简单，易于操作，应用成本不高，可以满足规定时间内获取大范围的深层土壤湿度空间分布信息，通过对获取数据的预处理，一定程度上保证了测量的精度，从而扩大了应用范围，可以适用于不同的应用场景，值得广泛推广使用。