本发明属于半导体制造中的套刻误差测量领域，具体涉及一种基于穆勒矩阵的纳米结构套刻误差提取方法。本发明采用穆勒矩阵矩阵对角线上的M13和M31元素，或者M23和M32元素的线性组合分别直接拟合得到一条直线，利用该拟合直线可直接根据测量穆勒矩阵元素得到套刻误差。该方法可以实现不同周期下一维套刻结构套刻误差的快速、准确提取。本发明方法可以实现一维套刻结构的套刻误差的快速、准确提取。