本实用新型公开了一种基于时间延时的距离测量系统，包括发射器、采集器以及控制和处理电路；其中，发射器经配置以朝向目标区域发射脉冲光束；采集器包括由多个像素组成的像素单元，通过所述像素采集光脉冲中的光子，输出指示采集到光子的光子信号；控制和处理电路包括延时控制电路，所述延时控制电路与所述像素连接，以对光子信号进行延时处理。通过延时控制电路对光子信号施加时间延迟以得到延迟光子信号，可在直方图中获得多个不重合的脉冲波形，根据脉冲波形获得多个延迟飞行时间，进一步根据延时控制电路设定的延迟时间进行时间复原，得到对应各个目标点的准确飞行时间，从而可以避免直方图中出现波峰重叠无法准确识别出飞行时间的情形。