本发明涉及一种基于实测数据的电气化铁路机车谐波频谱提取方法，属于电能质量领域。包括了以下步骤：步骤A：确定电气化铁路机车谐波频谱提取所需数据的来源，包括确定目标牵引变电站、为其供电的变电站、铁路线路，监测数据可采用在线监测数据或现场实测数据；步骤B：确定分析时间范围内目标牵引变电站供电范围内行驶的机车类型，并提取在目标牵引变电站供电范围的轨道上仅有单独某个类型列车行驶的时段Ti。步骤C：确定监测数据包含的背景谐波并予以剔除；步骤D：提取时段Ti内运行机车的基波电流、2～50次谐波电流，分析该运行机车每个功率段的谐波频谱。本发明解决了现有技术中电气化铁路机车谐波频谱准确获取难等问题。