本发明公开了一种目标形状及航向估计方法及系统，该方法包括：步骤S1，获取原始的目标点云数据，并聚类；步骤S2，通过三维边界框描述聚类点云数据；步骤S3，将点云的x与y坐标沿一设定方向旋转预设步长；步骤S4，以三维边界框对应在xoy平面的平面矩形框的中心为原点，建立二维直角坐标系，根据点云特征点所处的象限和聚类点云数据中点云分布呈现的形状，计算目标函数值；步骤S5，判断当前航向角度是否处于设定遍历角度范围内，如果是，则返回步骤S3；反之，则进入步骤S6；步骤S6，选择最大的目标函数值对应的航向角为最优航向角；步骤S7，根据最优航向角对应的平面矩形框的中心在激光雷达坐标系下的位置，确定目标的最优三维边界框的位置、尺寸及姿态。