本发明公开了一种核设施实物保护系统，包括，目标位置获取单元，用于获取入侵目标的位置信息，至少包括环绕核设施所在区域的边界设置的周界雷达探测件、设置于核设施所在区域内的制高点的低空雷达探测件以及设置于位于水下的核设施的进水处、用于探测入侵的水下目标的声呐探测组件；图像获取单元，用于获取目标的图像信息，包括多个监控部；控制单元，用于将目标位置获取单元获取的目标的位置信息与图像获取单元获取的目标的图像信息进行关联，并与目标的预设信息进行比较，以确定目标是否为非法入侵。从陆上、低空、水下进行全方位的监控防护，防止入侵者从各个方向进入到核设施。