本申请提供了一种工业气体泄漏热红外偏振检测方法、检测装置和检测系统。该方法包括：获取目标对象在第一波段的热辐射的偏振红外图像，得到第一偏振红外图像；获取目标对象在第二波段的热辐射的偏振红外图像，得到第二偏振红外图像第二波段与第一波段不同；根据第一偏振红外图像和第二偏振红外图像生成偏振指数图像；对偏振指数图像进行阈值分割并与红外强度图像叠加，得到目标对象的泄漏气体的合成热红外图像。该方法通过两个不同波段的偏振红外图像生成的偏振指数图像，对偏振指数图像进行阈值分割并与红外强度图像叠加，得到合成热红外图像，相对于传统的目标检测算法，降低了气体泄漏检测的漏检概率，解决了现有技术中气体泄漏的检测的准确度低的问题。