本发明公开了一种双向耦合可调功率微波热处理污染土壤的方法，包括：在微波热修复污染土壤过程中，根据预处理污染土壤量设置可调功率微波源装置的初始微波功率；微波辐射作用于土壤过程中，实时采集所处理污染土壤的电容值；根据采集的电容值，计算得出所处理污染土壤的介电常数，根据介电常数计算确定微波辐射的电场强度，根据电场强度确定被处理污染土壤所需的最佳微波功率，并控制可调功率微波源装置按该最佳微波功率工作。该方法解决了微波与介电材料吸收能量不能实时匹配的问题，在微波热修复污染土壤装置中用可调功率微波代替传统的单一微波功率，进而提升微波热修复污染土壤的效果，减少不必要的能源浪费，延长微波处理设备的使用寿命。