本发明提出了一种用于量子密钥分发系统的时间同步系统及方法。该方法包括由量子密钥分发系统的发送端发送预设的第一同步光脉冲序列的步骤；对应于第一同步光脉冲序列，量子密钥分发系统的接收端探测到第二同步光脉冲序列的步骤；以及，基于光脉冲在同步光脉冲序列上的出现时间，对第一同步光脉冲序列和第二同步光脉冲序列中在出现时间上重合的光脉冲的数量进行计数，并根据计数来确定发送端和接收端之间的时间同步的步骤；其中，第一同步光脉冲序列包括多个光脉冲，且同步光脉冲序列以最小时间间隔为时间单位。