本发明属于飞机表面积冰检测技术领域，公开了一种飞机表面积冰演化状态辨识方法及系统。飞机表面积冰演化状态辨识方法包括收集历史飞机表面历史积冰气象因子数据及积冰演化的微观信息，面向飞机表面积冰构建飞机关键部位积冰过去及将来Hankle形式状态空间表达式，得出能观矩阵并判断能观矩阵的广义观测性；对状态空间表达式进行斜向投影，消除外界非气象变量以及将来积冰微观信息噪声影响，得到状态估计序列；结合状态估计序列以及能观矩阵，通过最小二乘得出空间模型的系统矩阵，得到飞机表面积冰的演化状态辨识模型，预测飞机积冰演化状态信息。本发明具有响应快、随环境变化、易于实施等优势，有较好的应用前景。