本发明涉及一种正应力和剪应力不同权重三维应力场反演方法及系统，其方法包括获取不同测点的应力矢量及岩体弹性模量；根据工程地质信息建立有限元数值分析模型，并分别施加不同方向的荷载，分别确定对应荷载作用下测点处的应力计算值；建立地应力场反演目标函数模型并进行反演分析，获得不同权重下测点处的应力计算值和应力回归系数；建立地应力场反演效果评价的误差公式并确定最优的目标地应力场。本发明解决了三维应力场中剪应力与正应力间由于数值量级差异引起的剪应力易被忽略的问题，反演获得的地应力场精度大大提高，可准确、可靠、高效地获取地应力场分布特征，为科学识别开挖后的硐室围岩变形破坏特征提供技术支撑。