本发明公开了一种土壤有机碳密度和储量估算方法，属于计量土壤学技术领域，包括如下步骤：设置土壤样点位置，采集土体的剖面样本，同时测量各土层的厚度；测试各土层有机碳含量、大于2mm石砾所占的体积百分比和容重指标；计算各土层样本的单位厘米深度土壤有机碳密度，建立单位厘米深度土壤有机碳密度与土壤有机碳含量的线性回归模型；基于建立的线性回归模型，分别建立土壤有机碳密度与有机碳含量、有机碳储量与有机碳含量的函数关系。本发明通过有机碳含量直接、快速、精确地估算土壤碳密度和碳储量，提高了土壤有机碳储量数据的可获取性。