Sachverhalt:
A. A.a X._ (Ehemann) und Y._ (Ehefrau) ehelichten sich am 23. Oktober 1970. Mit Eheschutzurteil vom 3. Dezember 2002 wurde die im Eigentum des Ehemannes stehende Liegenschaft der Ehefrau zur alleinigen Nutzung zugewiesen.
A.b Am 24. Oktober 2007 schied das Gerichtspräsidium Z._ die Ehe der Parteien und regelte die Nebenfolgen. Dieses Urteil ist im Scheidungspunkt in Rechtskraft erwachsen, hinsichtlich des Unterhaltsbeitrages an die geschiedene Ehefrau, die güterrechtliche Auseinandersetzung sowie die Ausgleichszahlung nach Art. 124 ZGB hingegen angefochten worden und somit noch nicht rechtskräftig.
B. B.a X._ forderte am 3. Dezember 2007 Y._ auf, seine von ihr benutzte Liegenschaft bis spätestens zum 31. Januar 2008 zu verlassen. Da sie dieser Aufforderung nicht entsprach, klagte er mit Eingabe vom 13. Februar 2008 beim Gerichtspräsidium Z._ gegen seine frühere Ehefrau mit dem Begehren, die Beklagte sei zu verpflichten, die von ihr widerrechtlich benutzte Liegenschaft innert 48 Stunden zu verlassen und zu räumen, verbunden mit der Androhung, dass bei Nichtbeachten der Frist die Räumung der Liegenschaft durch die Polizei auf Kosten der Beklagten erfolgen werde, sowie unter Hinweis auf die Strafandrohungen gemäss Art. 292 StGB. Das Gerichtspräsidium hiess die Klage mit Urteil vom 15. April 2008 gut.
B.b Das Obergericht des Kantons Aargau wies hingegen die Klage mit Entscheid vom 17. Juli 2008 in Gutheissung einer Beschwerde der Beklagten ab.
C. Der Kläger gelangt mit einer als "Subsidiäre Verfassungsbeschwerde eventualiter Beschwerde in Zivilsachen" bezeichneten Eingabe vom 3. September 2008 an das Bundesgericht mit dem Begehren, den obergerichtlichen Entscheid aufzuheben, das Urteil des Gerichtspräsidiums Z._ zu bestätigen und die Sache zur Neuverlegung der zweitinstanzlichen Verfahrens- und Parteikosten an die Vorinstanz zurückzuweisen; eventuell sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Vor Bundesgericht ersucht der Beschwerdeführer um unentgeltliche Rechtspflege. Es sind keine Vernehmlassungen eingeholt worden.
Erwägungen:
1. Der Beschwerdeführer fasst die Beschwerde in Zivilsachen als subsidiäres Rechtsmittel zur Verfassungsbeschwerde auf, was weder der gesetzlichen Ordnung noch der gesetzlichen Terminologie entspricht (vgl. Art. 72 ff BGG und Art. 133 ff. ZGB). Aus der Überschrift zum 5. Kapitel des BGG (Subsidiäre Verfassungsbeschwerde) ergibt sich klar, dass es sich bei der Verfassungsbeschwerde um ein subsidiäres Rechtsmittel handelt, womit sie nur greifen kann, soweit keine Beschwerde nach den Artikeln 72-89 BGG in Frage kommt. Nach der gesetzlichen Ordnung hat das Bundesgericht als Erstes zu prüfen, ob die Beschwerde in Zivilsachen im konkreten Fall gegeben ist. Trifft dies zu, bleibt für die subsidiäre Verfassungsbeschwerde kein Raum (siehe dazu insbesondere Art. 113 BGG, welcher von der Zulässigkeit der subsidiären Verfassungsbeschwerde handelt).
1.1 Angefochten ist ein letztinstanzlicher Entscheid (Art. 75 Abs. 1 BGG) betreffend Besitzesschutz, womit eine Zivilsache im Sinn von Art. 72 Abs. 1 BGG mit Streitwert (Urteil 5A_453/2007 vom 3. Oktober 2007, E. 1, nicht publiziert in BGE 133 III 638) gegeben ist. Gemäss den Ausführungen in der Rechtsmittelbelehrung des angefochtenen Entscheides beträgt der Streitwert weniger als Fr. 30'000.-- (Art. 74 Abs. 1 lit. b BGG), was der Beschwerdeführer ausdrücklich als richtig wertet. Darauf ist abzustellen, zumal das Bundesgericht im vorliegenden Fall über keinerlei Anhaltspunkte verfügt, die es rechtfertigten, von dieser obergerichtlichen Streitwertschätzung abzuweichen.
1.2 Damit ist die Beschwerde in Zivilsachen nur zulässig, soweit sich eine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt (Art. 74 Abs. 2 lit. a BGG). Dieser Rechtsbegriff wird vom Bundesgericht angesichts der im Verlaufe der parlamentarischen Beratungen eingeführten subsidiären Verfassungsbeschwerde restriktiv ausgelegt, weshalb nicht mehr einfach von den in der Botschaft des Bundesrates erwähnten Anforderungen ausgegangen werden kann (BGE 134 III 115 E. 1.2; 133 III 493 E. 1.1 mit Hinweisen auf die Entstehungsgeschichte). Beruft sich der Beschwerdeführer auf diese Bestimmung, so hat er in seiner Rechtsschrift darzutun, weshalb die Voraussetzungen hiefür gegeben sein sollen (Art. 42 BGG; BGE 133 III 645 E. 2.4).
Der Beschwerdeführer behauptet, im vorliegenden Fall stelle sich die Frage, ob ein Eheschutzurteil auch nach rechtskräftiger Auflösung der Ehe Wirkungen entfalten kann. Er sieht darin eine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung. Entgegen den Anforderungen von Art. 42 Abs. 2 BGG begründet er aber nicht, inwiefern seiner Ansicht nach eine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung gegeben sein soll. Im Übrigen könnte sich der Beschwerdeführer im vorliegenden Fall auch nicht auf die Ausnahmebestimmung des Art. 74 Abs. 2 lit. a BGG berufen: Besitzesschutzklagen gelten als vorsorgliche Massnahmen im Sinn von Art. 98 BGG (BGE 133 III 638 E. 2), womit gegen entsprechende letztinstanzliche Entscheide einzig eine Verletzung verfassungsmässiger Rechte geltend gemacht werden kann, selbst wenn die Beschwerde in Zivilsachen gegeben wäre. Damit entspricht die Kognition des Bundesgerichts in derartigen Fällen im Rahmen der Beschwerde in Zivilsachen der Überprüfungsbefugnis, die ihm bezüglich der Verfassungsbeschwerde zukommt (Art. 113 i.V.m. Art. 116 BGG). Bei dieser Konstellation liegt keine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung vor (BGE 134 I 184 E. 1.3.3 S. 188). Auf die Beschwerde in Zivilsachen ist nicht einzutreten.
2. 2.1 Nach § 302 Abs. 1 i.V.m. lit. a ZPO/AG können auf Gesuch einer Partei vorsorgliche Verfügungen zum Schutz des Besitzes gegen Störung und Entzug durch verbotene Eigenmacht beantragt werden. Im vorliegenden Fall ist strittig, ob das Obergericht diese Bestimmung, insbesondere den Begriff "verbotene Eigenmacht", willkürlich ausgelegt hat.
2.1.1 Das Obergericht hat erwogen, die im Eigentum des Beschwerdeführers stehende Liegenschaft sei mit rechtskräftigem Entscheid des Gerichtspräsidiums Z._ vom 3. Dezember 2002 der Beschwerdegegnerin zur alleinigen Nutzung zugewiesen worden, weshalb sie auch nach Darstellung des Beschwerdeführers berechtigt gewesen sei, die Liegenschaft in den vergangenen Jahren zu bewohnen. Die Beschwerdegegnerin habe somit weder dem Beschwerdeführer den Besitz der Liegenschaft in verbotener Eigenmacht entzogen, noch ihn mit verbotener Eigenmacht im Besitz der Liegenschaft gestört; das werde im Übrigen vom Beschwerdeführer auch nicht behauptet, so dass die Besitzesschutzklage gemäss Art. 927 bzw. Art. 928 ZGB nicht gegeben sei und auch keine vorsorglichen Verfügungen gemäss § 302 Abs. 1 lit. a ZPO/AG getroffen werden dürften. Offen bleiben könne somit, ob die der Beschwerdegegnerin mit Entscheid vom 3. Dezember 2002 erteilte Berechtigung mit Eintritt der Rechtskraft des Ehescheidungsurteils vom 24. Oktober 2007 dahingefallen sei oder nicht.
2.1.2 Der Beschwerdeführer macht zusammengefasst geltend, die Ehe der Parteien sei unbestrittenermassen rechtskräftig geschieden. Nicht bestritten sei sodann, dass er alleiniger Eigentümer der von der Beschwerdegegnerin bewohnten Liegenschaft sei und die Beschwerdegegnerin die Liegenschaft während der Trennung und bis zur Auflösung der Ehe am 10. Januar 2008 gestützt auf das Urteil des Gerichtspräsidiums Z._ vom 3. Dezember 2002 habe rechtmässig bewohnen dürfen. Da das Urteil betreffend den Scheidungspunkt in Rechtskraft erwachsen sei, halte sich die Beschwerdegegnerin seit dem 11. Januar 2008 widerrechtlich in seiner Wohnung auf. Das Obergericht gehe davon aus, eine einmal erteilte Berechtigung könne nicht nachträglich dahinfallen, und habe deshalb die wesentliche Rechtsfrage offen gelassen, ob sich die Beschwerdeführerin seit dem 11. Januar 2008 berechtigt oder verboten eigenmächtig und damit ohne Rechtsgrund in der Liegenschaft des Beschwerdeführers aufhalte. Werde dies bejaht, greife damit § 302 Abs. 1 lit. a ZPO. Das habe das Obergericht nicht geprüft, sondern seine Ausführungen vielmehr auf § 302 Abs. 1 lit. b ZPO beschränkt. Der angefochtene Entscheid erweise sich damit als willkürlich.
2.1.3 Im vorliegenden Fall wurden im Rahmen des Scheidungsverfahrens keine vorsorglichen Massnahmen im Sinn von Art. 137 ZGB erlassen, da die Verhältnisse bereits durch Eheschutzurteil vom 3. Dezember 2002 geregelt worden waren und darin insbesondere die Zuweisung der ehelichen Liegenschaft an die Beschwerdegegnerin erfolgte. Da auch nach Eintritt der Rechtshängigkeit des Scheidungsverfahrens keine Abänderung dieser Massnahme im Verfahren nach Art. 137 ZGB verlangt und angeordnet wurde, dauerte sie im Scheidungsverfahren fort (BGE 129 III 60 E. 2 S. 61). Der Beschwerdeführer ist der Ansicht, mit dem Eintritt der Rechtskraft des Urteils im Scheidungspunkt seien die Zuweisung der Wohnung an die Beschwerdegegnerin und damit auch die Berechtigung der Beschwerdegegnerin darin zu verbleiben, dahingefallen.
2.1.4 Nach Rechtsprechung und Lehre dauern vorsorgliche Massnahmen grundsätzlich bis zum rechtskräftigen Abschluss des Scheidungsverfahrens (BGE 119 II 193 E. 3a S. 195; Suter/Freiburghaus, Kommentar zum Scheidungsrecht, 1999, N. 41 zu Art. 137 ZGB; betreffend Zuweisung der ehelichen Wohnung: siehe auch BGE 120 II 1 E. 2c S. 3). Bei Eintritt der Teilrechtskraft des Scheidungsurteils bleibt das Massnahmegericht gemäss Art. 137 ZGB zum Erlass vorsorglicher Massnahmen zuständig. Die im Urteilszeitpunkt bereits angeordneten Massnahmen bleiben in Kraft und dauern fort, womit auch nach Eintritt der Rechtskraft im Scheidungspunkt keine neuen vorsorglichen Massnahmen angeordnet werden müssen, es sei denn, es lägen die Voraussetzungen für eine Abänderung dieser Massnahmen vor (Leuenberger, in: FamKommentar Scheidung, Bern 2005, N. 12 zu Art. 137 ZGB).
2.1.5 Im Lichte dieser Lehre und Rechtsprechung ist die Annahme nicht willkürlich, auch mit dem Eintritt der Rechtskraft im Scheidungspunkt bleibe die im Eheschutzverfahren angeordnete Zuweisung der Wohnung an die Beschwerdegegnerin in Kraft. Allein mit der rechtskräftigen Scheidung der Ehe ist das Scheidungsverfahren noch nicht abgeschlossen, ist es doch mit Bezug auf den Unterhaltsbeitrag an die Beschwerdegegnerin, die güterrechtliche Auseinandersetzung und die Ausgleichszahlung nach Art. 124 ZGB nach wie vor hängig. Welchem der beiden Ehegatten die Wohnung zukommen wird, steht erst fest, wenn über die güterrechtliche Auseinandersetzung entschieden sein wird (vgl. BGE 120 II 1 E. 2c S. 3). Sodann hat der Beschwerdeführer auch nicht dargetan, dass er beim Massnahmerichter gemäss Art. 137 ZGB um eine Änderung bzw. vorzeitige Aufhebung der Massnahme (Zuweisung der Liegenschaft an die Ehefrau) ersucht hat. Ist die Annahme nicht willkürlich, die Zuweisung der Liegenschaft an die Beschwerdegegnerin sei nach wie vor in Kraft, hält auch die Schlussfolgerung des Obergerichts, es liege keine verbotene Eigenmacht vor, im Ergebnis vor Art. 9 BV stand.
2.2 Damit ist die Frage, ob vorsorgliche Verfügungen gestützt auf Art. 302 Abs. 1 lit. b ZPO/AG zur Abwehr eines drohenden, nicht leicht wieder gutzumachenden Nachteils verlangt werden dürfen, obsolet. Es erübrigen sich Ausführungen zur Rüge der willkürlichen Anwendung dieser Bestimmung durch das Obergericht.
2.3 Die Verfassungsbeschwerde ist damit abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann.
3. Bei diesem Ausgang des Verfahrens wird der Beschwerdeführer kostenpflichtig (Art. 66 Abs. 1 BGG). Eine Entschädigung an die Beschwerdegegnerin ist nicht geschuldet, da keine Vernehmlassung eingeholt worden ist.
4. Nach den Ausführungen in E. 2 hat sich die Beschwerde vor allem unter Berücksichtigung der eingeschränkten Kognition des Bundesgerichts als von Anfang an aussichtslos erwiesen, weshalb dem Gesuch des Beschwerdeführers um unentgeltliche Rechtspflege nicht entsprochen werden kann (Art. 64 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Auf die Beschwerde in Zivilsachen wird nicht eingetreten.
2. Die subsidiäre Verfassungsbeschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
3. Das Gesuch des Beschwerdeführers um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
4. Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
5. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Aargau, Zivilgericht, 4. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 29. September 2008
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Raselli Zbinden