一种低温疲劳性能表征与寿命估算的方法，该方法有三大步骤：步骤一、考虑应力比的影响，在三参数幂函数表达式基础上，采用Goodman等寿命曲线，推导出表征疲劳性能的S‑N‑R曲面，并借助线性回归理论进行数据处理；步骤二、考虑谱载下载荷间的交互作用，在Willenborg/Chang模型和裂尖塑性区理论基础上，提出修正的谱载疲劳寿命估算模型，给出疲劳损伤增量的表示方法；步骤三、采用累积损伤理论计算材料的低温谱载疲劳寿命。本发明简单实用，仅需要低温环境下材料的恒载疲劳性能曲面和实测飞行载荷谱，便可构建低温疲劳性能表征模型，并估算谱载疲劳寿命，具有重要学术意义和工程应用价值。