本发明公开了一种往返式连续变量量子密钥分配噪声补偿方法，包括发送方产生第一激光脉冲，处理并发送到接收方；接收方处理第一光信息并将得到的第二光信息发回给发送方；接收方产生第三激光脉冲，处理并发送到发送方；发送方进行光电探测得到光电探测结果；进行不可信源噪声估计得到噪声补偿结果并发送接收方；接收方根据噪声补偿结果在后续通信中进行噪声补偿。本发明还公开了一种实现所述往返式连续变量量子密钥分配噪声补偿方法的系统。本发明采用往返式通信的步骤，实现了对不可信源噪声的估计，从而使得接收端子系统能够根据估计得到的噪声补偿结果进行噪声补偿，从而稳定提升系统性能，而且可靠性高、实用性好且安全稳定。