本发明涉及一种光子数可分辨探测系统及方法，BOOST升压电路模块在FPGA的控制下提供满足多像素光子计数器工作在盖革模式下的直流电压；所述温度控制电路模块采集多像素光子计数器内部温度，并控制温度，使多像素光子计数器在恒定的温度下工作；信号放大电路模块放大多像素光子计数器输出的雪崩信号送至信号处理模块，信号处理模块对多像素光子计数器输出的信号进行提取、光子数分布分析、误差分析与优化、实时光子数的判断与输出，FPGA接收信号处理模块误差分析与优化结果，调整信号送至BOOST升压电路模块。本系统集成度高、温度控制稳定、包含误差检测与优化单元、可实时输出光子数、操作简单、可通过USB接口与PC上位机进行通信，使用灵活，能够实现低误差的光子数可分辨探测。