本申请提供一种通信系统的物理层密钥生成方法、装置和电子设备；所述方法包括：令第一终端和第二终端进行信号交互，基于交互过程，第一终端得到第一信道估计序列和第一探测值，第二终端得到第二信道估计序列和第二探测值；采取多区间量化算法，得到第一量化比特数组和第二量化比特数组；根据设定的协商因子，利用第一量化比特数组和第二量化比特数组生成第一终端和第二终端均持有的特征序列；利用映射函数构建密钥协商量化器，并均将特征序列输入各自的密钥协商量化器，得到第一终端的第一初始密钥和第二终端的第二初始密钥；基于第一初始密钥和第二初始密钥，第一终端与第二终端通过对随机数加密的方式确定第一目标密钥和第二目标密钥。