本发明涉及一种非易失性存储器数据读取方法，具体如下：外围读取电路模块同时与低阻值参考单元、数据单元、高阻值参考单元相连，产生的读取信号分别记为SL、SD、SH；信号处理模块输入端与外围读取电路模块相连，同时与低阻值参考单元、数据单元、高阻值参考单元相连，接收读取信号SL、SD、SH；信号处理模块输出端与信号判决模块输入端相连，对接收的信号SL、SD、SH处理，并输出两个处理后的信号，分别为DL与DH；信号判决模块的两个输入端与信号处理模块两个输出端相连，接收信号DL与DH，进行比较判决并放大，输出最终数据读取结果。本发明可极大减小工艺参数偏差的影响；同时可进一步提高读取裕度，进而提高非易失性存储器的数据读取可靠性。