本发明公开了一种基于改进型频率插值算法的正弦信号频率估计方法，包括以下步骤：S10、获取待处理的正弦信号采样数据；S20、对正弦信号采样数据进行离散傅里叶变换，并利用频率插值算法对正弦信号频率进行初始估计，并衡量离散傅里叶变换的频谱泄露程度；S30、利用初始估计的正弦信号频率，设置窗函数对正弦信号采样数据进行截断处理，并对截断后的数据进行离散傅里叶变换，并衡量离散傅里叶变换的频谱泄露程度；S40、根据两次离散傅里叶变换频谱泄露程度的大小，判断是否需要对频率插值算法进行纠正以及重新估计正弦信号的频率。该方法解决了低信噪比下正弦信号频率位置对频率插值算法性能的影响，适合工程上对正弦信号频率进行快速稳健地估计。