本发明公开了一种测量膜基结构中金属膜的厚度的方法，包括：测量太赫兹波穿过所述膜基结构的基板的厚度的空气以得到参考频域信号；沿所述膜基结构的厚度方向朝其表面的发射太赫兹波；接收所述太赫兹波穿过膜基结构后的首波和回波的频域信号；构造穿过空气和所述膜基结构后的太赫兹波的光谱密度函数；对所述首波频域信号和参考频域信号进行比较以得到实验透射系数；所述实验透射系数为太赫兹波频率的函数，将所述太赫兹波的频率范围内的理论透射系数与实验透射系数之间的频域幅值和相位差异累加构造成误差函数；求解所述误差函数以得到所述金属膜的厚度。