本发明提供一种NAT后主机数量检测方法，包括如下步骤：根据每一种操作系统特征将流量按照操作系统类型进行分类；针对每一类操作系统所对应的流量，确定一个待检应用程序；针对每一类操作系统对应的流量，统计其对应待检应用程序包含的TCP长连接，确定每一类操作系统对应的主机数量；根据每一类操作系统对应的主机数量，得到NAT后主机的总数。本发明具有检测精度高、处理速度快、空间占用少、不读取用户传输的任何数据内容且充分保护了用户隐私的优点。