本发明公开了一种双燃料主机油耗模型构建方法及系统，属于油耗模型构建领域；包括以下步骤：S1:数据获取；S2：数据分类；S3：数据预处理；S4：特征参数提取；S5:K折交叉验证；S6：神经网络模型训练；S7：预测油耗及预测替代燃料消耗；S8：模型性能评估；S9：建立双燃料主机油耗模型。本发明考虑船舶参数、船‑机‑桨匹配关系等物理关系基础，通过实时采集的航行数据构建而成，需要数据量小，根据实时的船舶性能及环境数据而精确预估船舶油耗。