本发明涉及一种长空气间隙放电高精度同步观测方法及系统，其方法是使用光学观测系统与电学测量系统，光学观测系统包括静态光学拍摄装置、高速摄像装置，电学测量系统包括电流测量装置、电场测量装置和电压测量装置；用高速触发器触发控制高速摄像装置和静态光学拍摄装置拍摄照片，高速摄像机通过网线由计算机获取照片；利用高速触发器同步触发高速摄像装置和静态光学拍摄装置，通过同轴电缆输出高速摄像装置的曝光时钟信号和拍摄起始记录信号；采用拍摄起始记录信号触发高速存储记录装置记录所有电学信号。其系统由静态光学拍摄装置、高速摄像装置、暂态电场测量装置、放电电流测量装置、放电电压测量装置、高速数据存储装置和高速触发器组成。