一种基于深度学习的低对比度条纹SIM重建方法，包括：首先制作低对比度条纹SIM图像训练数据集；然后构建并训练低对比度SIM超分辨神经网络；最后实现低对比度条纹SIM实验数据的超分辨重建。本发明还包括一种基于深度学习的低对比度条纹SIM重建系统。本发明可以在低对比度照明条纹的情况下，实现高质量和高分辨SIM图像重建。克服了传统SIM技术对照明条纹对比度的依赖，大大扩展其应用范围；本发明所需的低对比度条纹SIM图像训练集可以通过仿真得到，无需实验获取，大大降低了训练集的制作难度；本发明不增加任何系统复杂度，可基于任何已有SIM系统实现，具有广泛的应用范围。