本发明属于海洋机器人供电领域，具体说是深海长期滞留型水下无人系统组合能源供电系统及方法，包括：金属/海水燃料电池、隔离模块、综合电力管理系统以及锂二次电池组；隔离模块，用于将金属/海水燃料电池输出的宽电压范围稳定到恒定值，并输出至综合电力管理系统；综合电力管理系统，用于选择输出的电压，并通过负载为水下无人系统供电，同时采集锂二次电池组和金属/海水燃料电池的组合能源状态信息并发送至上位机，通过上位机选择金属/海水燃料电池或锂二次电池组进行供电。本发明将深海金属/海水燃料电池与锂二次电池有机结合，充分发挥深海金属/海水燃料电池高能量密度和锂二次电池高比功率的技术优势，做到系统供电方式分时使用。