本发明公开了一种电容式电压互感器误差状态在线监测方法及系统，包括：在同步信号单元的同步触发下，采集校准投运的三相电容式电压互感器的测量数据，利用主元分析的方法建立表征电容式电压互感器误差状态的统计特征参数和标准正常运行状态的统计特征量的阈值；采集运行状态下的三相电容式电压互感器的测量数据，根据的统计特征参数，利用可自适应的主元分析的方法表征三相电容式电压互感器误差状态的统计特征量，并与统计阈值比较判断电容式电压互感器的误差状态是否正常；当测量数据的统计特征量超越其统计阈值时利用变量贡献率法对电容式电压互感器的误差异常进行诊断。本发明能够在不停电条件下实现电容式电压互感器误差状态的实时在线评估。