本发明提出的一种电能表接线异常在线感知诊断系统及方法，属于电能计量技术领域。所述系统包括：云边采集系统，用于获取并存储智能电能表的实时测量数据。非接触式掌上智能终端，用于通过无线网络从云边系统获取智能电能表的实时测量数据，并上传至研判服务器；还用于与智能电能表进行数据交互。研判服务器，用于创建接线异常判定模型规则库，并根据智能电能表的实时测量数据对智能电能表的接线异常进行分级式判定，并生成判定结果；当确定智能电能表接线异常后，通过非接触式掌上智能终端采集智能电能表的冻结数据进行追溯，确定接线异常发生时刻，并进行接线更正及追补电量计算；将相关数据以及判定结果加密后固化到非接触式掌上智能终端。