本发明公开了一种冰雪内部状态分布的主被动联合微波遥感探测方法，所述方法包括：获取主动超宽带表面穿透雷达测量的冰雪回波强度随时间变化的观测值；将冰雪回波强度随时间变化的观测值，转换为冰雪回波强度随冰雪内部深度变化的观测值；根据冰雪回波强度随冰雪内部深度变化的观测值，确定冰雪内部分层结构和内部反射层对应的介电特征垂直分布信息；获取被动超宽带微波辐射计测量的冰雪辐射亮温值；基于冰雪内部分层结构和内部反射层对应的介电特征垂直分布，建立冰雪辐射亮温前向模型和回波强度前向模型；采用统计回归反演算法或者物理反演算法，得到冰雪内部状态分布数据。本发明改变了采用假设模型对冰雪内部状态分布进行预测和估计的现状。