本发明公开了一种基于单光子探测的GIS放电追迹系统及方法。其中，方法包括：计算终端按照真实尺寸，对气体绝缘金属封闭开关设备进行几何建模，得到气体绝缘金属封闭开关设备的几何模型；成像物镜接收气体绝缘金属封闭开关设备尖端缺陷辐射光子，光子由导光‑传像光纤传输至光电倍增管；光电倍增管输出脉冲电压信号至采集终端，由采集终端将脉冲电压信号发送至计算终端；计算终端根据脉冲电压信号进行射线追迹；计算终端根据射线追迹结果，在几何模型的几何空间中绘制光子幅值分布图，形成光子轨迹与光场分布图。