本发明涉及一种无人船双目标气象航线优化方法和系统，该方法包括：获取初始航线，并对初始航线进行离散化处理，得到多个初始航路点，多个初始航路点包括起始点、终点以及位于起始点与终点之间的多个中间航路点；结合采集的海洋气象数据得到双目标优化函数，双目标优化函数同时满足最短时航线优化准则和最优能耗航线优化准则；对多个中间航路点中的任一中间航路点进行随机扰动求得多个新的航路点，并对多个新的航路点利用所述双目标优化函数计算得到最佳航路点；基于双目标优化函数对所述多个中间航路点进行遍历，分别得到多个与中间航路点相对应的最佳航路点，根据起始点、终点和多个最佳航路点得到最佳航线。本发明节省船舶耗能的同时缩短航时。