本发明公开了一种鲜奶非热杀菌方法,包括如下步骤:1)将现挤的鲜奶降温至不高于1℃并输送至低温储罐备用;2)将低温储罐内的鲜奶输送至过滤装置中进行过滤处理;3)将经过过滤处理的鲜奶输送至超高压均质装置中进行均质处理,均质压力为150~500MPa,均质处理时间为30~50s;4)将经过均质处理的鲜奶输送至辐照杀菌装置中进行杀菌处理,辐照杀菌装置中高压雾化进料的压力为3~5MPa,γ-射线辐射强度为3~9kGy,辐照时间为20~40s;5)将杀菌处理完成后的鲜奶进行无菌灌装即可。本发明还公开了一种鲜奶非热杀菌系统。本发明杀菌彻底,能避免高温杀菌对鲜奶口感和营养造成的破坏,提高产品品质。