本发明公开了一种干式变压器发热故障诊断方法及系统，该方法包括：采集干式变压器的红外图像；获得干式变压器的表面三维温度图谱；建立正常运行条件下及典型故障条件下干式变压器的表面三维温度场分布数据库；采用灰色关联分析法计算得到干式变压器可拓灰色关联分析的权函数；建立干式变压器的故障物元模型和干式变压器的现状物元模型；采用所述干式变压器可拓灰色关联分析的权函数，判断干式变压器是否存在典型故障，若存在典型故障则判断故障类型；显示故障类型和故障报警信息。本发明提供的干式变压器热故障诊断方法及系统，基于红外三维温度图谱和可拓灰色关联分析法进行干式变压器发热典型故障诊断，提高了故障诊断效率和准确性。