一种量子密钥分发系统，包括发送端及接收端；发送端包括：量子光发送模块，用于制备量子态信号；第一激光通信发送模块，用于将待传输的原始同步信息编码至第一激光信号中；第一波分复用器，用于将量子态信号与第一激光信号合束后发送至接收端；第一激光通信接收模块，用于接收接收端发送的第二激光信号，根据第二激光信号实现对接收端的跟踪瞄准；接收端包括：第二波分复用器，用于从合束后的信号中分离出量子态信号及第一激光信号；量子光接收模块，用于接收并探测量子态信号；第二激光通信接收模块，用于从第一激光信号中解码出原始同步信息，以及根据第一激光信号实现随发送端的跟踪瞄准；第二激光通信发送模块，用于发送第二激光信号。