本发明提供一种智能轨枕运输系统及运输方法，智能轨枕运输系统包括轨枕运输车及安装在其上的轨枕搬运机器人模块、轨枕存储模块、路径模块、智能定位模块、综合管理模块。在综合管理模块的综合管控下，路径模块生成行走路径命令，轨枕搬运机器人模块从轨枕仓库抓取轨枕并放置轨枕存储模块中，轨枕运输车到达铺轨基地轨排拼装区指定位置后，轨枕搬运机器人模块从轨枕存储模块中取出轨枕并放置在安装位置；轨枕存储模块采用智能控制机构实现智能、高效存储轨枕。本发明能自动进行轨枕的取货、运输及摆放，能单次运输一根轨排所有轨枕，将轨枕高精度放置在组装位置，作业效率和精度高，智能化、自动化水平高，降低了人力投入和成本。