本发明涉及一种毫米波测云仪晴空回波自动识别方法及系统，其中，方法包括以下步骤：获取目标区域的回波数据；对不同区域的反射率因子、速度绝对值和回波高度进行统计；根据初始阈值对回波数据进行第一次分类；获取毫米波测云仪的信号随时间幅度变化的数据；根据初始输入信息对回波数据进行预处理得到功率谱数据，根据均值和滤波后的功率谱交点获取过零点并进行分类；对功率谱数据按照分类阈值对回波数据进行第二次分类；对第二次分类后的晴空回波和弱云回波进行空间尺度分布统计；根据空间尺度分布数据的判别阈值对回波数据进行第三次分类；在本发明的技术方案中，解决了在大气边界层中毫米波测云仪在测量过程中受晴空回波的影响。