本发明提供一种水环境污染溯源系统，包括数据采集模块、网络通信模块和控制中心；所述数据采集模块包括多光谱无人机巡检单元和水下无人机巡检单元；所述多光谱无人机巡检单元和水下无人机巡检单元通过网络通信模块将采集的信息传送给控制中心；所述水下无人机巡检单元包括水下无人机、水质传感器和巡检系统；所述水质传感器设置在水下无人机上；所述巡检系统控制水下无人机进行污染溯源；本发明提供一种水环境污染溯源系统，通过无人机自主寻找污染源，提高污染源溯源的效率。