本发明涉及一种基于PET/MR成像系统的自动脑区分割方法及装置，将MRI图像和PET图像特征进行融合，提高脑区分割精度与准确率。所述方法将同一人的MRI图像和PET图像作为一个样本；将每个样本中的MRI图像进行去颅骨、绘制标签处理后，将其作为模板对PET图像进行配准处理，使得PET图像与MRI图像共用标签；对配准后的图像，按照横断面进行切片处理，并对切片图像进行数据归一化处理以及对标签进行独热编码；建立一个具有两个输入通道一个输出通道的Unet模型；将MRI图像与PET图像的切片作为Unet模型的输入，得到特征融合后的脑区分割结果。本发明通过融合PET/MR双模态的特征，保留个体特异性，提高脑区分割精度与准确率。