本发明涉及一种基于红外成像的高功率微波功率密度测量方法，属于功率密度测量技术领域，解决现有技术标定的量多误差大的测量问题，方法包括：选择非线性介质作为高功率微波测量用吸波材料板，开启待测高功率微波源，对吸波材料板进行照射，控制待测高功率微波源照射时间，确保吸波材料板对高功率微波能量的热转换并通过红外成像仪对达到热平衡的吸波材料板进行热成像；根据吸波材料板的反射系数、比热容、吸波材料板的密度、吸波材料板的厚度、高功率微波占空比以及高功率微波对吸波材料板的照射面积、温差，确定待测高功率微波源的功率密度。本申请能够避免反复测量及采点，从而提高效率。