本发明公开了一种海洋湍流信道量子密钥分发系统，包括均设置在海洋湍流信道中的量子密钥发送端和量子密钥接收端；量子密钥发送端用于调制经典信号，将调制的经典信号叠加量子信号后通过量子信道发送到量子密钥接收端；量子密钥接收端用于实现畸变波前的实时检测，校正由高阶波前像差引起的波前畸变，并通过后续检测实现与量子密钥发送端进行密钥协商和私密放大，完成量子密钥的分发。本发明还公开了一种所述海洋湍流信道量子密钥分发系统的分发方法。本发明采用接收端压电式快速转向镜模块减小光束抖动，采用接收端光学模块实现畸变波前的实时检测，校正由高阶波前像差引起的波前畸变，提高了系统的性能，而且可靠性高、实用性好且适用范围广。