本发明公开了一种基于多传感器技术的葡萄水分胁迫诊断方法及系统，方法包括以下步骤：（1）采集建模葡萄样本的冠层覆盖率值、冠层温度特征值和冠层光合有效辐射值；（2）以冠层覆盖率值、冠层温度特征值和冠层光合有效辐射值为输入变量，冠层水分胁迫等级为输出变量建立检测模型；（3）按照步骤（1）的方法采集待测葡萄样本的冠层覆盖率值、冠层温度特征值和冠层光合有效辐射值，代入检测模型计算出待测葡萄样本的冠层水分胁迫等级。本发明通过引入多光谱成像技术、热红外成像技术以及多信息的数据融合技术，可实现葡萄水分胁迫程度的早期、快速、实时检测，提高检测精度。