本发明公开了一种基于激光雷达的气溶胶追踪和风场反演方法及系统，方法包括通过选取拥有多个目标的“鱼群”作为追踪对象，通过多次互相关函数计算对下一时刻的“鱼群”位置进行多目标优化求解，得到“鱼群”整体的空间分布情况和位移情况，系统包括激光雷达信号发射与接收处理模块、数据插值与图像处理模块、模拟鱼群生成模块、互相关函数计算模块、鱼群中心点与距离计算模块、多目标优化函数求解模块、气溶胶与风向量的计算模块等，本发明能够更好地考虑气溶胶团块在运动过程中发生的旋转、变形、发散等情况，不仅可以提高气溶胶追踪和风场反演结果的准确性，还可以研究气溶胶的发展、消散过程，以及风场的细微结构。