本发明公开了一种基于自由空间法的高低温介电常数的测量方法。所述方法包括以下步骤:安装基于自由空间法的高低温介电常数测量系统;将两个参考面之间的空间划分成三块区域,分别为第一区域A、第二区域B以及样品区域,在未放入材料的情况下,计算获得第一区域A的传输矩阵;将待测试的微波材料放入高低温介电常数测量系统进行测试,并计算出待测试的微波材料的传输矩阵;根据样品区域的散射参数计算出待测试的微波材料的相对复介电常数等电磁特性。本发明提高了高低温电磁特性测量系统在测量电磁参数时的准确性。