本发明公开了一种基于无偏差亮温的地基微波辐射计大气温湿廓线反演方法，该方法包括如下步骤：步骤一，数据选取；步骤二，数据处理；步骤三，利用神经网络算法进行温湿廓线反演模型的构建；步骤四，大气温湿廓线反演模型的精度分析和应用。本发明解决了探空资料缺乏液态水信息的问题以及微波辐射计观测亮温与探空模拟亮温存在系统偏差的问题，构建的基于无偏差亮温的大气温湿廓线反演方法，提高了基于地基微波辐射计的大气温湿廓线反演精度。