本发明公开了一种基于虚拟应变能的金属材料多轴疲劳寿命预测方法与系统，方法包括：对金属构件进行有限元分析，确定危险点并求出危险点处应力应变载荷时间历程；计算经过危险点的每个平面上的剪应变能，以剪应变能最大的平面为临界面，得到临界面上的剪应变能以及多轴应力比；计算危险点处的虚拟应变能并采用扭转载荷的剪应变能寿命曲线进行寿命预测，本发明中的虚拟应变能为对单轴拉压载荷、扭转载荷下剪应变能寿命曲线中剪应变能进行归一化处理后的应变能。本发明提出的基于虚拟应变能的方法同时考虑了载荷路径对损伤参数系数和指数的影响，参数确定简单，可同时适用低、高周，不同载荷路径下的疲劳寿命分析。