本发明公开了一种基于遥感的土壤水分反演方法和装置，包括以下步骤：步骤1,根据SAR影像的参数信息，反演得到SAR影像中各个像元的地表组合粗糙度；步骤2,根据入射角范围和各个像元的地表组合粗糙度这两个指标，逐像元进行分类判断选择对应的土壤水分反演半经验方程；步骤3,通过野外实测数据对各半经验方程的系数进行回归拟合，得到像元对应的经验反演方程；步骤4,得到SAR影像中各像元对应的土壤水分；本发明突破了目前常规使用单一反演方程反演所有不同区域土壤水分的方法，使得本发明适用性更广泛；另外本发明考虑了土壤有效温度和土壤质地对后向散射系数的影响，能够有效提高土壤水分的反演精度。