本发明提供一种影像分析方法包括以下步骤：取得由电子显微镜提供的多层结构影像，并且透过显示装置显示多层结构影像，其中多层结构影像为灰阶影像；设定量测线段于多层结构影像上，其中量测线段朝第一方向延伸；沿着量测线段侦测多层结构影像在对应于量测线段上的灰阶分布；以及分析灰阶分布，以依据阈值范围来决定多层结构影像中的多个深色层厚度以及多个浅色层厚度。本发明的影像分析方法与影像分析系统可自动地量测多层结构影像的每一层的厚度。