本发明公开了一种实现水文气候时间序列趋势无偏估计的方法，包括：利用蒙特卡罗试验获取五种自然演变类型的时间序列差分后各自对应的一阶和二阶自相关系数的95%置信区间；剔除待分析时间序列的突变成分和季节成分，对剩余成分进行差分后求解一阶和二阶自相关系数，与上述各种类型对应的95%置信区间对比，确定其自然演变类型：若为白噪声，利用广义最小二乘法直接评估趋势显著性；若为AR过程，利用Newey‑West方法消除异方差和自相关性后评估趋势显著性；若为长持续过程，拟合并去除长持续成分后再评估趋势显著性。本发明针对不同自然演变类型采取针对性的方法检测趋势类型并评估显著性，消除自然演变特征的影响，实现对水文气候时间序列趋势的无偏估计。