本發明公開了一種跨太空和大氣層的動目標紅外輻射特性反演方法及系統,其中,方法的實現包括:首先確定測量系統與被觀測動目標之間的路徑類型,然后計算當前路徑類型下的紅外輻射傳輸特性參數,最后根據多次測量的被觀測動目標像方的紅外輻射亮度平均值和紅外輻射傳輸特性參數進行被觀測動目標物方紅外輻射亮度的反演計算。實施本發明可以解決跨太空和大氣層紅外輻射傳輸特性參數計算和物方紅外輻射亮度反演計算的技術難題。