本发明的一种高分辨率城市移动源污染时空预测方法、系统及存储介质，包括对历史移动源污染监测数据和外部环境因素数据按指定空间分辨率处理成低分辨率移动源污染、外部环境因素观测序列，以及高分辨率移动源污染观测序列；对上述进行标准化处理；将标准化后的低分辨率历史移动源污染数据按指定时间间隔长度进行切分与当前时刻外部环境因素数据、高分辨率移动源污染数据组合构建历史移动源污染数据样本集；构建高分辨率城市移动源污染时空预测模型，训练模型，利用训练好的预测模型对未来时段的高分辨率移动源污染时空分布进行预测。本发明可以有效处理不同空间尺度下排放清单的空间结构约束，实现在稀疏监测下的高精度排放清单时空分布预测。