本发明公开了一种基于重叠窗口注意力机制的图像超分辨率重建系统及方法，涉及图像处理技术领域。所述系统包括浅层特征提取模块、像素编码模块、深层特征提取模块、批量归一化模块、所述像素解码模块、第一逐像素相加运算模块和图像上采样模块。本发明提出了一种重叠窗口注意力机制，实现了各窗口特征信息流通，并基于此实现了图像全局信息的提取。由于采用了通道注意力机制，实现了对图像特征信息的自适应运用。本发明对于图像的局部特征信息和全局特征信息均具备较强的提取能力，可以有效实现对图像细节的重建，重叠窗口注意力机制的使用还解决了窗口阻塞伪影的技术问题。