本申请涉及一种冷原子束的原子频标检测方法及系统,属于原子频标技术领域。所述方法包括:生成冷原子束,冷原子束是经过态制备和分离振荡场作用的,冷原子束中包括处于第一能级的第一原子和处于第二能级的第二原子,第一能级高于第二能级;利用检测激光作用于冷原子束,得到第一荧光信号和第二荧光信号,第一荧光信号是第一原子跃迁到激发态能级后回落至第一能级产生的,第二荧光信号是将第二原子泵浦至第一能级后,由第一能级跃迁至激发态能级再回落至第一能级产生的;根据第一荧光信号和第二荧光信号计算冷原子束的原子跃迁概率信号;根据原子跃迁概率信号对晶体振荡器的输出频率进行控制。本申请实施例提供的冷原子束的原子频标检测方法及系统,可以提高冷原子束的原子频标性能。