本发明涉及一种基于干涉合成孔径的激光超声水下目标探测方法及系统，其特征在于，由工控机的激光控制单元完成对脉冲激光器的激励，发射脉冲激光束，单个窄脉冲经分束镜作用后形成两束不同路径的独立光束，而后分别通过棱镜进行反射完成光路偏转，使两束同源脉冲激光在不同时刻射入水中并发生光声效应，在液体中产生超声波并辐射传播，通过光纤水听器接收与目标物作用后的声场信号，然后经过放大、滤波去噪处理，对两组信号收集并送入A/D转换器进行信号转变，最后完成信号的解调，通过示波器显示水下目标物的声场时域和频域情况，提供给工控机数据以完成干涉合成孔径的处理分析，进而实现对水下目标物的轮廓探测及深度定位测算。