本申请公开了一种毫米波衰减测量方法及其系统，方法包括：毫米波信号分为射频测试信号和射频参考信号；将两路射频信号变频为音频信号；分别对插入被测衰减器之前和之后的音频测试信号进行分压，并用音频参考信号对音频测试信号进行相干接收得到两次信号强度值，使第二信号强度等于第一信号强度，记录第一分压比和第二分压比，计算被测衰减器的衰减值。本发明的系统包括射频信号发生器、第一定向耦合器、感应分压器、测试单元、参考单元、锁相放大器和被测衰减器。本发明采用双通道信号测量方式，使测量电路更加稳定，解决了单通道系统的锁相放大器的外部参考频率与音频信号频率不同步问题，提供给锁相放大器的参考信号非常精准。