本发明提出了一种基于数字孪生的高炉设计方法和系统，该方法包括：根据高炉几何尺寸参数建立高炉几何模型；对高炉几何模型根据流体力学计算方法建立高炉数学模型，对数学模型求解建立高炉的数字孪生模型；根据操作参数向数字孪生模型中输入边界条件计算得到高炉反应过程；反应过程参数包括：高炉内部温度场、流场分布，确定炉顶布料及冷却系统设计参数；优化高炉几何尺寸后重新计算并比较高炉经济指标，在确定较优的焦炭消耗指标后输出高炉炉型设计参数。基于该方法，还提出了一种基于数字孪生的高炉设计系统。本发明通过数值模拟方法定量的揭示了高炉炉内反应过程，直接反映高炉工业设计过程中炉型设计、工艺设计对高炉生产过程的影响。