本实用新型公开了一种雷电冲击下空气间隙放电图像时空分布的观测系统，包括冲击电压发生器、棒-板空气间隙、电容分压器、像增强探测器、示波器及控制显示终端，所述电容分压器的一端分别与冲击电压发生器的输入端及棒-板空气间隙的一端连接，所述电容分压器的另一端、冲击电压发生器的输出端及棒-板空气间隙的另一端均接地，所述示波器分别与电容分压器及像增强探测器连接，所述像增强探测器还与控制显示终端连接，所述像增强探测器捕捉棒-板空气间隙的放电图像。用于获得更清晰完全的标准雷电冲击下空气间隙放电图像的时空分布，推进空气间隙雷电冲击下放电物理机理研究的深入程度，最终促进电力系统防雷水平的提升。