本发明公开了一种土壤有机质标志物的识别方法及应用，将不同类型土壤的样本通过质谱仪分析，获取一组质谱数据样本，对每个质谱样本进行前处理，识别该土壤质谱样本上的峰，对不同样本上出现在近似的保留时间上的峰进行对齐，得到一个互不重复的峰的集合；计算每个峰或每两个峰构成的峰对在不同类别土壤样本中的出现频率，筛选出每类土壤样本中出现频率较高的峰或峰对；基于所筛选出来的峰或峰对的保留时间对不同类型土壤的样本进行二进制编码，并通过模拟退火算法计算得出不同类型土壤的标志性峰和峰对，根据这些峰的保留时间确定每个峰对应的有机物分子构成，得到不同类型土壤的有机质标志物或有机质标志物对。