本发明公开了一种双锥形压入预测材料单轴本构关系测定方法，采用两种不同金刚石锥形压头(圆锥形或正四棱锥形)分别对平滑材料表面进行准静态压入加载，获得连续的载荷P‑深度h曲线后通过该曲线加载段得到加载曲率C，经简单处理预测材料单轴本构关系。本发明方法克服了现有锥形压入技术需大范围有限元计算和依靠多级回归拟合得到复杂数值关系等缺陷，避免了现有技术求解本构关系的苛刻技术要求，可用于蠕变、冲击等加载条件进行材料本构关系和相关因素的力学效应分析。本发明对于微机电系统、航空航天、核电、高铁、油气运输、生物医学工程等关键工程广泛存在的小型结构或焊接结构的材料单轴力学性能获取具有重要意义。