一种多层布尔网络的模型辨识方法及系统，属于模型辨识技术领域，用以解决现有单层或多层布尔网络并不能详细地描述生物模型之间的逻辑关系和对多层布尔网络模型的辨识问题。本发明的技术要点包括：首先获取观测数据；然后对观测数据进行预处理；然后建立多层布尔网络模型；其中，多层布尔网络包括多个单层布尔网络和各层之间的全局状态层；最后辨识获得一个或多个多层布尔网络的模型结构；进一步，根据矛盾列的数据，给出系统选择的概率，从而根据概率确定最终的多层布尔网络的模型结构。本发明可以准确地辨识模型结构，从而可以详细地描述生物模型中的逻辑关系。本发明可以广泛地应用于基因调控网络的研究中。