本发明提供了一种三维微波模块电路结构及其制备方法，属于微电子封装领域，包括下层基板、下层电路元件、金属外壳、上层基板及上层电路元件，上层基板通过第一焊球与下层基板连接，下层基板上设有第二焊球；上层基板上设有第一过孔，第一过孔内设第一导电构件，下层基板上设第二过孔，第二过孔内设有第二导电构件，上层电路元件通过第一导电构件与第一焊球导电连接，第一焊球和下层电路元件分别与第二导电构件导电连接，第二导电构件与第二焊球导电连接。本发明提供的三维微波模块电路结构及其制备方法，使得基板与封装一体化，电路结构平面尺寸小，信号路径短，有效降低上层电路基板的接地寄生效应。