本发明提供了一种卫星热电偶三维布线设计系统及方法，包括：数据准备模块：派生热电偶布线设计模型，形成热电偶清单信息表；分区定义模块：标识区域曲面，创建分区并把一个或多个区域曲面关联到分区中；集束点设计与管理模块：创建分区集束点，调整集束点位置和编辑集束点属性信息；热电偶装配布局与管理模块：设计分区内热电偶装配布局及到集束点之间的走线，计算该分区里所有热电偶到集束点的共用设计长度；电缆路径设计模块：对分区进行分组，装配插头三维模型，设计集束点到插头之间的走线；设计输出模块：输出热电偶三维布线信息和走线平面分支图。本发明充分利用三维模型信息，可以提高热电偶布线设计中电缆长度计算的准确性。