本发明属于轨迹跟踪领域，提供了一种基于双正交视图的单条鱼三维轨迹与朝向跟踪方法及系统。其中，该方法包括获取两个不同方向的鱼缸视图图像，追踪鱼在单个视图中的二维位置；对比真实鱼和倒影到鱼缸中心点的距离的远近剔除倒影；在考虑水折射的影响下结合两个视图中检测到鱼的二维位置，使用光线追踪的方法来计算鱼的三维位置；将鱼的身体拟合成椭圆，计算椭圆的短轴与水平线之间的角度，确定出两个视图中的鱼身体的旋转角度；结合基于鱼的三维位置和两个视图中的鱼身体的旋转角度，利用立体和投影之间的关系来计算鱼头的朝向。