本发明公开了基于模型降阶和数据同化的堆芯功率分布监测方法及系统,该方法包括：获取当前运行状态下的堆芯运行状态参数；确定当前堆芯运行状态参数的局部参数域；确定局部参数域的离散；利用堆芯物理计算程序和并行计算架构,计算离散的参数集合对应的物理场分布集合；采用模型降阶法对物理场分布集合进行降维,得到基函数；读取堆芯内外探测器读数,进行响应函数建模；进行基函数系数计算；将当前物理场近似为基函数的线性组合,系数为所求的基函数系数；不断更新局部参数域,重复以上步骤,实现对反应堆运行状态下堆芯功率分布的在线监测。本发明实现了高精度、快速度的在线计算,摆脱了背景物理场求解不准确对功率分布重构精度的影响。