本发明公开了GIS盆式绝缘子缺陷检测光子计数系统及特征参量提取方法，包括数据采集装置，所述数据采集装置的两侧分别设置有观察窗和套管，所述套管一端连接有无局放变压器，所述无局放变压器与交流电压源连接；所述观察窗一侧设置有光子计数器探头，所述光子计数器探头一侧设置有计数单元，所述计数单元和交流电压源均与数据采集卡连接，数据采集卡输出端与PC连接。本发明采用上述的GIS盆式绝缘子缺陷检测光子计数系统及特征参量提取方法，以光子计数测量的数据为分析基础，检测灵敏度高于传统方法；合理提取若干时域和频域参量，从不同角度描述缺陷光子特征；提出了利用功率谱结合图像识别技术，构建数据指纹库，能够完整表征光子信号的信息并识别缺陷。