本申请涉及矿石检测技术领域，提供一种基于双能X射线的矿石料层厚度检测系统，包括双能X射线矿石扫描装置和中央控制系统，通过所述X射线源向所述矿石输送皮带上的矿石发射X射线，由所述线阵列探测器采集X射线透射高低能灰度图像，其中，所述X射线透射高低能灰度图像包括X射线透射高能灰度图像和X射线透射低能灰度图像。将采集的X射线透射高低能灰度图像传输至中央控制系统，以有中央控制系统根据预先建立的厚度识别模型，结合当前矿石的品位信息，得到当前矿石的料层厚度。