本发明是一种雷击放电综合同步观测方法及系统，其方法是基于GPS授时技术，采用观测系统进行观测，观测步骤：使用广域雷电定位系统提供雷暴活动趋势，使用大气平均电场仪提供雷暴来临提醒；采用GPS授时装置输出交流B码信号给高速摄像装置，时钟系统标示每帧照片的形成时间，同时接收来自闪电高速触发装置的TTL电平信号，并输出TTL电平上升沿对应的准确时间t到PC机，由高速数据存储记录装置记录TTL电平信号和电学、声学测量信号。其系统包括广域雷电定位系统、数据分析处理服务器、大气平均电场仪、高速摄像装置、闪电高速触发装置、快电场变化仪、慢电场变化仪、磁场测量仪、阵列式雷声探测装置、高速数据存储记录仪、GPS授时装置。