本发明属于CT成像技术领域，特别涉及一种基于直线扫描轨迹的双能CT成像系统及方法，该方法包含：对待扫描物体进行直线轨迹CT扫描，通过低能投影数据获取路径获得低能投影数据，通过高能投影数据获取路径获得高能投影数据，两段路径长度相等，待扫描物体在射线发生单元和数据探测单元之间沿着一个方向水平直线运动；利用直线轨迹CT重建算法分别对低能投影数据和高能投影数据进行图像重建，获得双能CT重建图像。本发明通过在射线发生单元和数据探测单元之间放置滤波片，获得物体在直线轨迹条件下的高、低能投影信息，实现直线轨迹X射线双能CT成像，结构简单，无需额外增加射线源和探测器，大幅降低双能CT成像系统的制造成本，具有很强的应用前景。