本发明提供一种颗粒增强聚合物基导热复合材料的导热通路的表征方法，属于导热复合材料技术领域。本发明的方法包括以下步骤：S1：确定颗粒间形成导热通路的临界间距；S2：基于所述临界间距，统计代表体积单元内与每个颗粒形成导热通路的颗粒ID，形成所述代表体积单元内导热通路颗粒ID完整列表；S3：采用循环搜索算法计算所述代表体积单元内的导热团簇数量以及每个团簇包含的颗粒ID；S4：输出导热团簇数量、每个团簇包含的颗粒ID、每个团簇的大小和团簇分布信息，基于上述信息定量表征复合材料内部的三维导热网络。本发明的方法适用于多粒径颗粒增强聚合物基复合材料，实现对复合材料内部颗粒分散状态以及导热通路的定量化描述。