本发明公开了一种导体电晕放电电场非介入测量系统及其应用。该系统包括：特征光谱探测阵列，用于采集不同时刻下导体在电晕放电过程中一径向方向上产生的多组光信号并处理，得到不同时刻下的多组特征光强峰值电信号数据；数据采集模块，用于同步接收相同时刻下的多组特征光强峰值电信号数据，并将相同时刻下的多组特征光强峰值电信号数据传输至电场数据计算模块；电场数据计算模块，用于将接收到的每个相同时刻下的多组特征光强峰值电信号数据分别通过Abel逆变换算法和基于发射光谱双谱线比值法的电场反演模型，计算得到导体在不同时刻下一径向方向上的电场强度分布。本发明具备高时间和高空间分辨能力，同时不会对被测电场造成畸变，测量误差小。