本发明公开了一种基于波数谱主瓣位置的目标深度辨识方法及系统，所述方法包括：依据测量所得声速剖面，得到模态波数对应的最大值和最小值；在模态波数最小值至最大值区间，以水平拖线阵搭载的水面平台辐射噪声作基准源，利用模态域波束形成方法得到水面平台辐射噪声的模态波数谱，并将其作为参考基准；在模态波数最小值至最大值区间，得到深度待判决目标辐射噪声的模态波数谱；根据声速梯度变化趋势，分别得到水面平台辐射噪声和深度待判决目标辐射噪声的模态波数谱主瓣位置；将深度待判决目标辐射噪声对应模态波数谱与参考基准进行波数谱主瓣位置比较；依据比较结果对待判决