本发明公开一种基于多参数的合金晶粒尺寸的确定方法及确定系统。确定方法包括：获取各个实验样本的超声定点扫描信号、平均厚度值及平均晶粒尺寸值；根据平均厚度值及超声定点扫描信号确定每个实验样本的各个超声检测参数值；根据相关性度量准则确定各个有效超声检测参数；根据各个有效超声检测参数建立晶粒尺寸软测量模型；采用晶粒尺寸软测量模型确定被测合金的晶粒尺寸。本发明提供的确定方法及确定系统，将多个超声检测参数进行融合，保留了大量超声波传播过程中不同超声检测参数对晶粒尺寸的响应，能够有效提高测量精度和抗干扰能力。