本发明公开了一种基于压电传感器和弹性波传播机理的裂纹探测方法及系统，此方法包括步骤：1)以含压电传感器和微裂纹的金属结构为研究对象，基于弹性动力学建立压电传感器的动力学模型，分析压电传感器和基体结构之间的机电耦合特性和载荷传递；2)基于建立的传感器模型、断裂力学，建立弹性体波在多传感器和多裂纹之间的多重散射正演模型，求解出传感器输出信号和裂纹参数之间的关系；3)反过来，将该正演模型代入到优化过程中，通过部分测量的传感器电压信号来估计裂纹特征。本发明具有提升近场微裂纹估计结果的精度，并且能够实现对不规则裂纹进行估计等优点。