本发明公开了一种基于多场耦合数学模型下的采空区三维自然发火预测方法与系统，通过系统端口获取煤矿采空区数据后，建立采空区的三维地质模型，获取采空区的多场数据后，将多场数据耦合计算为采空区生成发火系数，通过发火系数与预设发火阈值的对比结果预测采空区是否存在火灾风险，并将发火系数以及火灾预测结果进行整合后嵌入三维地质模型中进行可视化展示，当预测采空区存在火灾风险时，获取采空区的环境数据，分析环境数据后预测采空区出现火灾时的火灾蔓延速度，依据火灾蔓延速度为采空区生成相应的管理决策。该预测系统能够有效对煤矿采空区进行发火预测，从而能够在预测采空区存在火灾风险时发出预警信号，便于提前管理。