本发明公开了一种基于介电理论、基于频域方法的同时测量土壤水分与电导率的方法及传感器。本发明基于探针导纳计算方法的数学模型，采用多频率导纳分解法直接测量探头的导纳，进而分解探头导纳的实部与虚部，通过探头导纳实部与介电损耗的关系得出介质电导率，探头导纳虚部与介电常数的关系得出介质含水率；温度检测一方面提供介质基本的温度信息，同时可用来校准温度对电导率的影响。本发明具有能够分解各参数相互间的影响、测量精度高、能够连续输出测量结果、电导率测量范围大、传感器结构紧凑等优点，可广泛用于农田作业或研究等。