本发明公开一种基于光谱成像和深度学习的棉蚜虫害监测方法及系统，涉及虫害病情监测技术领域，利用高光谱成像系统，获得棉叶的高光谱图像，以单片棉叶作为感兴趣区，提取得到单叶的高光谱图像，最终计算平均光谱和一阶导数光谱，充分利用光谱信息和深度学习技术，使用可视化技术发现各波段重要性，选择重要波段进行监测预警；使用三维卷积神经网络对单叶的高光谱图像进行学习，选择可见光和近红外波段范围内的高光谱图像，使用可视化技术生成显著性图，可以发现受棉蚜胁迫的棉叶损伤部位。本发明能够快速监测棉株是否受棉蚜虫害胁迫。