本发明涉及一种失焦图像识别定位方法及系统，属于光刻技术领域，它解决了现有技术中图像对位精度低的问题。本失焦图像识别定位方法，包含如下步骤：S1、采集图像；S2、图像去噪；S3、图像去模糊；S4、将S3中识别和处理的图像生成匹配模板轮廓，为后续进行基于形状的目标匹配做准备；S5：根据模板的大小和清晰度的要求生成多层级的图像金字塔模型；S6、图像金字塔中自上而下逐层搜索模板图像，直到搜索到最底层或得到确定的匹配结果为止。本发明通过对失焦图像的去噪、去模糊，并利用金字塔模型生成匹配多层级的匹配模板，可有效提高视觉定位的精度。