本发明公开了一种基于信道状态信息的物理层密钥生成方法，包括：利用信道估计方法得到信道状态信息此处指信道频率响应，分离其幅度信息和相位信息，通信双方按照先利用估计得到的相位信息选择用于密钥生成的信道估计值再利用相应的幅度信息增加密钥长度的步骤得到初始密钥，或按照先利用估计得到的幅度信息选择用于密钥生成的信道估计值再利用相应的相位信息增加密钥长度的步骤得到初始密钥；得到初始密钥后，通信双方再进行信息协同，得到双方一致的密钥。本发明通过选择信道估计值以及联合使用相位与幅度信息可以增加密钥长度以及增强密钥随机性，并且可以抵抗非法用户的窃听以及伪造攻击。