本发明涉及一种电力系统中三相输电线路功率因数采样控制器及控制方法，涉及交流电输电线路参数采样技术领域。本发明的控制器包括电压检测端、电流检测端和主控模块，该主控模块包括功率因数计算单元、相位关系判断单元和功率因数输出端。在利用该控制器实现功率因数采样控制的方法中，首先将两个电压检测端连接于三相电中任意两相，并将电流检测端连接于另外一相，而后功率因数计算单元计算功率因数；相位关系判断单元判断电压和电流的相位关系；最后将功率因数和相位关系发送至功率因数输出端。无论接线相位是否正确，利用本发明都能够判断电压电流相位关系，获得正确的功率因数，因此有效降低了操作人员的操作难度和技术要求。