本发明提供一种GIS盆式绝缘子次表面热应力超声检测方法及系统，包括：设置盆式绝缘子检测路径及检测点；设定超声传播距离；向所述盆式绝缘子施加温度载荷；测量各检测点温度，获取所述盆式绝缘子温度分布；获取各超声传播距离对应的超声临界折射纵波通过各检测点次表面的超声传播时间；利用声程差法计算各检测点实际超声传播距离以及对应的超声传播时间；根据应力超声临界折射纵波声弹性公式和环氧绝缘材料的声弹性系数，计算各检测点热应力；根据所述检测路径，获取所述盆式绝缘子的热应力分布。本发明技术方案能够高效无损检测到GIS盆式绝缘子次表面热应力值，并获取热应力分布情况。