本发明提出一种基于时频域图像匹配的信号调制方式识别方法和系统，属于信号处理技术领域。包括：获取信号数据集，其包含M类具有不同信号体制方式的信号，每一类都包含N个信号；对M×N个信号分别进行时频分析，得到M×N个时频功率谱矩阵，并生成M×N张信号时频域图像；将M×N张信号时频域图像按照比例分为训练集和测试集，以训练基于神经网络的识别分类器；获取接收到的待识别的射频信号，对射频信号执行下变频处理，以得到数字中频信号，生成数字中频信号的信号时频域图像；利用经训练的识别分类器，通过将数字中频信号的信号时频域图像与M×N张信号时频域图像进行匹配获取待识别的射频信号的信号调制方式的识别结果。