GIS超高頻局放在線監測系統主要有信號采集系統、信號傳輸系統、分析診斷系統所組成。其中信號采集系統主要是指傳感器，可分為有源及無源兩種類型，亦可分為外置式和內置式兩種類型；信號傳輸系統主要是指信號匯集、傳輸，一般將測得的信號經過轉換變為光信號進行傳輸，為了將來系統能夠與其它監控系統順利通訊，推薦采用基于IEC61850標準的通訊；分析診斷系統主要是指對測得的信號進行分析、給出測試結論的系統，包括人機對話界面、專業分析軟件、專家系統。如下圖。
超高頻局放在線監測系統
基于GIS設備本身的結構，發生在其內部的局部放電主要山導體或殼體上的毛刺引起、氣室中存在灰塵或顆粒物引起的放電、導體連接處接觸不良引起的放電、盆式絕緣子或導體支架因制造或安裝等原因在其表面或內部發生放電，因此，針對非滅弧氣室，可以只在盆式絕緣子或導體支架處安裝傳感器，而對滅弧氣室，除了在盆式絕緣子或導體支架處安裝傳感器外，還要在滅弧室的觸頭部位安裝傳感器，這樣方便局放定位。
分析診斷系統比較復雜，既要將測得的信號準確的過濾出來，又要把干擾信號過濾掉，還要便于將測得的數據進行可視化處理，依據判據及專家系統給出準確的結論，并能通過聲光或其他方式給出告警信息。