本发明公开了一种基于植株形态的棉花水分诊断方法，它涉及农业种植技术领域。其步骤为：观察棉花不同水分状况时形态特征的变化，确定棉花水分敏感的形态特征及适合观察的时间段；采集植物样本，测定其含水量，建立不同生育期植株形态与植株含水量之间的关系模型；获取待测植株的水分敏感形态特征，输入所构建的模型，计算植株含水量。本发明可操作性强，能及时、准确、无损地获取棉花水分状况，成本低，为棉花水分诊断提供统一、科学标准，为农户的灌溉决策提供依据，为智慧农业的水分管理提供水分诊断技术，应用前景广阔。