本发明属于天然气水合物勘探技术领域，特别涉及一种变地温梯度场的甲烷水合物稳定带底界预测方法及系统，本发明针对常地温梯度条件下大面积水合物稳定带底界预测误差较大的问题，通过构建连续变地温梯度场，依据海底温度、地层温度与甲烷形成水合物温度的指数关系，从而确定天然气水合物稳定带底界位置，将该位置换算到时间域，并与地震资料相互验证。本发明能够解决常地温梯度场地震数据预测甲烷水合物稳定带底界误差大的问题，提高了甲烷水合物稳定带的预测精度，也提供了无BSR反射的甲烷水合物稳定带预测新方法。本发明可以有效提高工作效率，能够用于大面积无BSR区水合物稳定带底界预测，在实际应用中证实有效，显示出较好应用潜力。