本发明公开一种海底沉积物热特性测量系统及方法，涉及海底探测领域，该系统中所述下位机硬件模块分别与遥控无人潜水器、上位机控制模块和热特性测量与计算装置通讯；上位机控制模块用于向下位机硬件模块发送取样与测量指令，同时用于接收下位机硬件系统反馈的温度和晶振计时数据；下位机硬件模块用于根据取样与测量指令进行海底沉积物取样、实时采集海底沉积物样品的采集数据以及根据采集数据确定海底沉积物样品加热结束后的温度‑时间关系；热特性测量与计算装置用于根据海底沉积物样品加热结束后的温度‑时间关系，采用牛顿‑拉夫逊法计算海底沉积物的导热系数和热扩散系数。本发明能够提高测量的准确性。