本发明公开一种特高压换流变压器红外与可见光监测图像融合方法及系统，方法包括采用顶帽变换去除红外图像中的噪点，并将红外源图像注入去除噪点后的红外图像，得到红外权重图；采用边缘保持平滑滤波器对所述红外权重图进行细化处理，得到细化后的红外权重图，所述边缘保持平滑滤波器包括亮度和对比度保真项以及梯度平滑正则项；对可见光图像和所述红外权重图分别进行潜在低秩分解，得到各自对应的基础层和显著层；基于所述细化后的红外权重图，将所述可见光图像和所述红外权重图各自对应的基础层和显著层进行加权融合，得到融合图像；解决了红外与可见光图像融合算法中普遍存在热辐射削弱以及细节信息丢失的问题。