本发明公开了一种基于单图片本征图像分解的三维重建方法与系统，包括：采集多个物体的模型数据；利用反照率梯度指标与光照梯度指标改造视角图片，得到反照率梯度图和光照梯度图；利用反照率梯度图分割光照梯度图，在光照梯度图的各个区域内使用梯度场重建算法获得视角图片的光照图，再根据本征图像分解的原理获得视角图片的反射图；训练三维RGB重建网络；根据训练学习得到的三维RGB重建网络对新图片产生的光照图和反射图进行预测，得到新图片中物体的三维RGB模型，完成对物体的三维重建。本发明创新地采用了本征图像分解作为图片的预处理，从单张图片恢复物体的完整三维形状与表面色彩，为后续的三维模型操作奠定基础。