本发明公开了一种光单边带偏振调制方法。本发明将微波源输出的微波信号分为两路正交的微波信号，并利用偏振调制的方式将其中一路微波信号调制于线偏振光载波上，生成初始偏振调制信号；将初始偏振调制信号的偏振态旋转45°后，利用偏振调制的方式将另外一路微波信号调制于偏振方向旋转后的初始偏振调制信号上，得到最终的光单边带偏振调制信号。本发明还公开了一种采用上述调制方法的光单边带偏振调制装置，包括沿光路方向依次连接的线偏振光源、第一偏振调制器、偏振控制器、第二偏振调制器，以及微波源、90度微波电桥。本发明不但能够在两正交偏振态上同时实现具有互补相位调制的光单边带调制，且具有波长不相关，带宽大/频率可调谐等优点。