本发明公开的一种立式水轮发电机组多功能检测预警系统及其工作方法，属于水轮发电机运行预警技术领域。包括上位机分析系统以及与上位机分析系统连接的气隙检测子系统、局部放电检测子系统、线棒振动检测子系统、振动检测子系统、发电机综合参数检测子系统、温度检测子系统和预警子系统；上位机分析系统分别接收来自各检测子系统的检测数据进行分析并输出检测结果，预警子系统根据检测结果发出预警信息。系统的集成度高，能够对水轮发电机组运行中的关键参数进行实时检测，全面反映立式水轮发电机组的状态信息，并做到及时预警，保障立式水轮发电机组的安全稳定运行。