本发明公开了一种利用多源卫星亮温数据提取区域日均土壤水分的方法，涉及微波遥感技术领域；该方法通过获取一天内不同卫星过境时间的观测亮温数据，利用单通道算法反演不同卫星观测条件下的土壤水分，对反演的土壤水分进行采样深度的归一化；利用地面土壤水分实测数据构建日均土壤水分提取模型并将其应用于土壤水分反演数据，从而得到区域日均土壤水分信息。本发明充分利用现有在轨的不同卫星过境时间的观测数据，提取了区域日均土壤水分，克服了遥感对土壤水分仅是一个时间节点瞬时观测的缺陷，有助于推动微波遥感土壤水分产品在农业、气象、水利等行业的应用拓展。