本发明公开一种双波长单光子计数成像系统，涉及成像技术领域，该系统中，激光模块用于发出两种脉冲激光，并将两种脉冲激光投射到待成像物体上；数字微镜阵列用于接收待成像物体的反射光的光信号，对接收到的光信号进行调制；两个光学会聚耦合模块分别用于将数字微镜阵列调制后的光信号耦合收集到第一单光子探测器和第二单光子探测器；时间相关单光子计数器用于对两个单光子探测器探测到的光子进行累计得到第一光强值和第二光强值；图像重建模型用于根据第一光强值、第二光强值和对应的调制矩阵，通过恢复算法生成待成像物体的图像。本发明提高了成像质量。