本发明提供了一种基于时频信息测量的高精度频标比对系统及比对方法，包括依次连接的频率标准模块、频标脉冲信号模块、可调时延模块、相位检测模块、闸门生成模块、时间间隔测量模块、数据处理模块和显示模块，频标脉冲信号模块的信号输出端还与时间间隔测量模块的信号输入端连接，还包括被测频率模块和被测脉冲信号模块，被测脉冲信号模块的信号输出端与相位检测模块和时间间隔测量模块的信号输入端均连接；本发明避免了传统频标比对方法中频率的归一化处理，利用FPGA技术克服了附加噪声的影响，使系统的鲁棒性得到了进一步加强；本发明实现了射频范围内任意频率关系的快速直接相位测量，加快了频标比对的速度。