本发明公开了一种人工智能反演大气扩散模型的放射源快速定位方法及系统，包括1）采集目标区域大气扩散数据；2）采用所述大气扩散数据训练定位AI；3）在目标区域布置多个辐射传感器采集对应位置的辐射强度；4）使用训练后的定位AI根据各位置的辐射强度对大气扩散数据进行反演，并输出放射源的位置数据。本发明通过使用人工智能技术对放射源大气扩散数据进行反演，即可快速定位放射源，不依赖其他设备，也无需人员进入和辐射环境，可靠性更强，也更安全，相对于传统的物理模型推演和数值分析方法，参数依赖程度更小，数据处理更为简单，适应性更好。