本发明公开了一种多层薄膜热膨胀系数提取方法，包括：测量每根等宽多层双端固支梁在常温下的吸合电压；测量每根不等宽多层双端固支梁在常温下的吸合电压；计算第i层薄膜的等效杨氏模量和初始残余应力；测量每根等宽多层双端固支梁在温度T下的吸合电压，并计算第i层薄膜在温度T下的残余应力；计算各层薄膜在温度T下的热膨胀系数；测量每根等宽多层双端固支梁在不同温度下的吸合电压，并计算第i层薄膜在不同温度下的残余应力；计算各层薄膜在不同温度下的热膨胀系数；本发明提供的一种多层薄膜热膨胀系数提取方法，简单易行、操作方便、成本较低、多层双端固支梁测试结构简单、测量速度快。