本发明属于水质监测以及水下多目标检测与跟踪技术领域，公开了一种基于氨氮浓度预测与水下目标跟踪的水质监测方法。本发明方法包括氨氮浓度预测和鱼类运动轨迹分析两部分。其中氨氮浓度预测包括比色法传感器收集样本值以及利用双向LSTM预测模型预测氨氮浓度值，鱼类运动轨迹分析包括利用改进的YOLOv5目标检测网络进行目标检测以及利用改进的ByteTrack目标跟踪算法进行目标跟踪。本发明通过结合预测水质中的氨氮浓度参数和目标运动轨迹能够准确判断何时的氨氮浓度会对鱼类造成不良影响，进而提前采取防范措施。