本发明公开了一种远距离实时跟踪单光子特征识别和成像系统，涉激光雷达技术领域，包括特征识别系统和成像系统，所述特征识别系统和所述成像系统均包括光路模块、控制模块和探测模块，具体包括以下步骤：S1：控制特征识别系统和成像系统对准包含待测高动态目标场景；S2：通过控制模块控制高精度两轴云台及自动变焦器使得光路模块获取待测高动态目标光学信息；S3：控制特征识别系统和成像系统对待测高动态目标实时跟踪；S4：根据阵列单光子探测器回传数据于PC处理器上位机软件进行解析。本发明具有成本低、规模小、实时性强的特点，能够有效解决现有远距离单光子探测中的远距离高动态目标探测问题。