本发明涉及一种水上救援物资定量释放系统，包括：物资存放仓库，设置在巡逻机上，用于储存援助水上落水人员所需要的各项物资；数量统计设备，设置在巡逻机上，分别与目标检测设备和水面拍摄设备连接，用于接收所述目标检测设备输出的多个人体图案和所述水面拍摄设备输出的高清水面图像，基于人体图案的数量确定并发出待救援人员的数量的物资，所述各项物资包括矿泉水、压缩饼干以及游泳救生圈；物资分析设备，与所述数量统计设备连接，用于接收待救援人员的数量，并基于待救援人员的数量确定各项物资的发放数量。本发明还涉及一种水上救援物资定量释放方法。通过本发明，能够同时满足巡逻机和水上落水人员的需求。