本发明涉及红外观测技术领域，特别涉及一种天文目标的红外观测系统及红外观测方法。系统包括：红外光学成像器、光学冷舱、光纤数据传输装置、综合显控装置和标定装置；红外光学成像器设置于天文望远镜的中继光路，用于从天文望远镜的中继光路中对天文目标进行红外测量；光学冷舱设置于红外光学成像器的外部，用于冷却红外光学成像器；光纤数据传输装置分别与红外光学成像器和综合显控装置电连接，用于在红外光学成像器与综合显控装置之间进行数据传输；综合显控装置用于对红外光学成像器的红外测量结果进行显示和结构化处理；标定装置用于对红外光学成像器进行标定。本方案可以使天文望远镜具备长波红外观测能力，从而实现对天文目标的红外观测。