基于涡旋光束弥散特性的量子探测目标识别方法及系统，属于激光目标识别技术领域，本发明为解决现有激光目标识别存在探测手段单一、目标识别信息维度少的问题。本发明方法包括以下步骤：S1、使用涡旋光束作为发射光场，该涡旋光束携带特定量子数的光子轨道角动量，涡旋光束由目标表面反射时将携带目标的材质信息；S2、接收系统探测涡旋光束回波的相位分布；S3、对涡旋光束回波信号进行轨道角动量谱分析得到具有弥散特性的轨道角动量谱分布；S4、将S3获取的具有弥散特性的轨道角动量谱分布与目标轨道角动量谱特征库进行特征匹配，获取目标的材质信息，实现基于涡旋光束弥散特性的量子探测目标识别。本发明用于识别目标材质。