本发明公开了一种基于金刚石NV色心的硬件木马检测系统及方法，涉及集成电路硬件安全检测技术领域。本发明包括如下步骤：步骤S1：在光纤和共聚焦两种模式下实现两种不同分辨率的IC表面磁场测量与成像；步骤S2：运用PCA对测量得到的指纹性磁场信息进行降维处理；步骤S3：将处理后得到的指纹性磁场信息与黄金/仿真表面指纹性信息比对，提取异常区域磁场信息；步骤S4：运用支持向量机SVM机器学习方法进行数据处理，实现木马的识别与分类；步骤S5：完成检测。本发明通过获取待检测元件表面指纹性磁场信息，运用降维算法数据进行降维压缩、比对，获取异常数据进行处理并对木马类型进行分类，提升微小型木马的检测和分类效率。