本发明公开了一种基于激光测距和加速度测量的井下姿态测量系统及方法，该系统包括：基准参考板、反光材料块组、基准参考板支架、激光测距传感器组、加速度传感器单元和测量控制器；测量安装在待测物体上的激光测距传感器到安装在基准参考板上的反光材料块之间的距离，依据测量距离计算出待测物体相对于基准参考板的偏向角和俯仰角，利用安装在待测物体上的加速度传感器测得待测物体在欧氏空间三个轴向的加速度矢量，并计算出待测物体的滚转角，由此获得待测物体的方位姿态。本发明可以协助使用者在矿井等恶劣环境下快速地获取待测物体的姿态方位信息，为进一步的工程操作提供准确可靠的依据。本发明操作简单，安全可靠，成本低廉。