本申请提供了一种空中积冰测量系统以及测量方法，空中积冰测量系统包括上升气球、定高气球、积冰传感器以及地面接收机；上升气球与所述定高气球分别连接于积冰传感器；积冰传感器与地面接收机通讯连接；上升气球从施放点释放，并升至预设探测高度的探测区域；上升气球能够带动定高气球升入至探测区域并完成空中积冰探测；当上升气球到达探测区域时，积冰传感器能够控制上升气球脱离积冰传感器；当定高气球完成空中积冰探测后，积冰传感器将探测结果传递给地面接收机。采用上升气球、定高气球、以及积冰传感器能够构成平飘气球搭载直测式积冰探测结构，从而能够连续测量空中积冰情况，包括积冰区域、积冰速率，为航空飞行提供实时保障信息。