本申请适用于实时监测技术领域，提供了一种锅炉出口烟温偏差实时监测方法、终端设备及系统，该方法包括：基于多个火焰探测器拍摄的多个图像获取边界温度分布图；将边界温度分布图输入MLP神经网络模型，获得炉膛出口截面的二维温度分布图；基于二维温度分布图，构建二维温度分布图与烟温偏差的关系模型；基于关系模型和火焰探测器拍摄的实时图像进行锅炉出口烟温偏差实时监测。本申请提供了一种易于实现、成本低且精度高的适用于锅炉炉膛出口烟温偏差实时监测的方法。