本发明涉及一种用于冷原子喷泉钟的温度免疫微波谐振器，包括竖直筒、上端盖与下端盖，上端盖设置在竖直筒的上端，下端盖设置在竖直筒的下端，上端盖和下端盖与竖直筒共同形成谐振腔；竖直筒的筒壁沿谐振腔的水平中心平面开有偶数个耦合孔，耦合孔沿谐振腔的径向对称分布；竖直筒、上端盖和下端盖分别选用第一材料、第二材料与第三材料，第一材料的热膨胀系数小于第二材料或第三材料的热膨胀系数。本发明中谐振腔的半径在温度波动诱导下引起的谐振频率变化由谐振腔的高度在温度波动诱导下引起的谐振频率变化完全补偿，使得微波谐振器的谐振频率对环境温度波动完全免疫，从而使得喷泉钟对环境温度波动不敏感，十分利于喷泉钟可搬运和商业化应用。