本发明涉及一种基于天体图像的追日校正系统及其方法，其系统包括图像采集模块，用于采集视场中的天体的图像，然后发送给数据分析模块，数据分析模块分析在图像坐标系中天体像与图像中心的偏差值，将偏差值传递给校正计算模块，校正计算模块根据追日镜的转动方式将偏差分解到相应的转动轴，获得每个转动轴的误差角；数据存储模块用于存储追日镜的校正结果和追日镜的单校正周期控制命令列表，通信模块从数据存储模块读取单校正周期控制命令列表，将此列表发送给追日镜，同时根据追日镜的转动周期控制图像采集模块进行拍摄。本发明以规律运动且具有一定亮度的天体为标志物，在日间和夜间都能进行校正工作，在降低对发电效率影响的同时提高校正效率。