本发明公开了一种时频电磁频率域数据自约束稳健电阻率反演方法，包括：采集获得地下频率域数据；利用地下频率域数据中的电磁场幅值进行迭代反演；构建模型粗糙度矩阵；迭代反演过程中，预设雅可比矩阵权重系数，采用变步长拉格朗日乘子反演方法进行迭代计算，并更新反演电阻率模型；基于柱坐标系计算时频电磁频率域电磁场响应，并对正演算法验证。通过上述方案，本发明解决了传统反演中的不稳定性问题。同时，本发明通过优化反演步骤和正演计算，加快了计算速度，提高了反演效率。本发明在时频电磁勘探数据反演技术领域具有很高的实用价值和推广价值。