本发明公开了一种毫米波雷达路口车流量监测方法，包括以下步骤：采集路口不同场景下的毫米波雷达探测信息；对获得毫米波雷达探测信息进行预处理，作为训练样本，构建训练集、测试集；构建基于多任务卷积神经网络的机器学习模型；用训练集和测试集对机器学习模型进行训练，得到合适的模型参数；实时采集毫米波雷达探测信息，输入到训练好的机器学习模型进行分类，识别车辆目标和数量；统计周期内路口车辆的数量变化，实现路口车流量的监测。本发明还公开一种毫米波雷达路口车流量监测系统。本发明提供的一种毫米波雷达路口车流量监测方法及其系统，能够将机器学习应用到毫米波雷达的路口车流量监测应用中，具有实时性、通用性和高效性优点。