一种机器人码垛系统，包括：输送机构，具有主输送区域和缓存输送区域；第一阻挡机构，包括第一阻挡件及第一阻挡件驱动机构，第一阻挡件设在主输送区域和缓存输送区域之间；第一检测装置，用于检测物料是否到达主输送区域的边缘位置；第一3D相机，用于拍摄主输送区域的物料图像，获取物料体积信息；第二检测装置，用于检测物料是否到达缓存输送区域的预定位置；第二3D相机，用于拍摄缓存输送区域的物料图像，确定物料抓取点位置；控制装置，用于根据物料的体积信息确定物料的托盘放置点位置；码垛机器人，用于根据物料的抓取点及托盘放置点位置，将物料码放到托盘上。本发明还公开了机器人码垛系统的码垛方法。本发明能对大小不同的物料进行码垛。