本发明提供一种极化曲线的非储存式在线迭代估计方法及燃料电池系统，包括如下步骤：建立燃料电池的极化曲线模型；实时采集燃料电池的当前电流信息和当前电压信息；基于当前电流信息和当前电压信息并且通过参数辨识系统来辨识所述极化曲线模型的关键特征参数，基于关键特征参数形成新的极化曲线模型，删除历史电流信息和历史电压信息并且将新的极化曲线模型更新至燃料电池的控制器内，本发明基于迭代式最小二乘法，对燃料电池的控制器的要求较小，能够更实时精准更新极化曲线模型，从而便于监测燃料电池的状态变化和调节燃料电池的运行参数，运算过程简单，运行成本较低。