本发明涉及环境监测技术领域，公开了一种在线式黑臭水体的多模态辨识方法及系统。方法包括：通过设置于待测水体上方的数据采集终端获取水质常规参数数据及水面挥发物感官参数数据；利用基于深度学习相关算法的多任务水质评估模型进行水体黑臭等级和待预测指标的在线预测；其中，水质常规参数数据及水面挥发物感官参数数据作为多任务水质评估模型的输入，水体黑臭等级分类和待预测指标的预测结果作为多任务水质评估模型的多个输出。本发明实现了黑臭水体的在线监测，同时通过多任务水质评估模型对黑臭水体水质演变发展给出预测预警；能对所有黑臭水体进行快速定性及定量综合评估，无需复杂的样本预处理，操作简单，准确率高。