一种空中高动态小目标检测方法及系统，涉及目标检测技术领域，用以解决现有技术对于高动态小目标检测效率和精度低的问题。本发明的技术要点包括：利用基于YOLOv3算法的全局目标检测模型对多个连续视频帧图像中的首帧图像进行全局目标检测；对首帧图像后面连续的多个视频帧图像进行裁剪；将裁剪获得的包含运动目标的局部图像输入基于改进YOLOv3‑tiny算法的局部目标检测模型进行局部目标检测，获得局部图像中运动目标局部像素坐标；将局部图像中运动目标局部像素坐标进行转换处理，获得运动目标的实际位置。本发明减小了检测计算量，提高了算法速度，实现了高动态环境下小目标的精确检测。本发明可应用于小目标检测场景且适用于移动平台以达到实时检测帧率。