本发明涉及一种车辆荷载预测方法和系统，方法包括：通过道路监控系统获取确定的车辆荷载特征，并载入预先建立并训练好的多层次蒙特卡洛模型中，该多层次蒙特卡洛模型根据不确定的车辆荷载特征对应的预先训练好的随机向量以及确定的车辆荷载特征，获取全部车辆荷载特征的预测结果；多层次蒙特卡洛模型包括多层节点，每层节点分别代表一种车辆荷载特征的预测层，每个节点代表车辆荷载特征向量在某种条件下相应维度上的分布模型，车辆荷载特征向量为由全部车辆荷载特征构成的向量。与现有技术相比，本发明具有较高的鲁棒性，且在统计上可以有效解决视觉信息中无法直接获取车辆荷载的问题。