本发明属于避雷器温度分布检测技术领域，尤其涉及一种无损的避雷器温升测量系统及方法。本发明测量方法包括：步骤A.针对所述避雷器结构建立几何模型，输入避雷器内部元件的参数；步骤B.通过热电耦合计算方法，得到阀片和绝缘子温度随时间变化的暂态曲线；步骤C.根据温度暂态曲线构建阀片温度与绝缘子温度之间的数学函数模型库；步骤D.将测温探头所测得的工作中的绝缘子温度反馈于数学函数模型中，计算出避雷器内部各个氧化锌阀片温度。本发明无需将测温探头置于避雷器内部，在正常运行工况下对避雷器的温度分布进行准确测量，并预防避雷器热崩溃现象，从而提高避雷器的安全系数，改善和提升避雷器的测量方式，提高测量效率。