本发明属于磁纳米粒子成像领域，具体涉及了一种基于前向模型的磁粒子成像系统矩阵图像重建方法及系统，旨在解决现有技术中获取系统矩阵困难导致磁纳米粒子图像重建无法兼顾效率和精度的问题。本发明包括：构建单个磁粒子在外加激励磁场下的响应，获得单个磁粒子的磁矩矢量；采用郎之万函数构建多个磁粒子在外加激励磁场下的响应，获得多个磁粒子的磁矩矢量；获取检测线圈感应电压，通过数据采集电路的滤波与放大，得到系统矩阵；利用系统矩阵与采集到的电压信号，重建磁粒子浓度分布，实现目标检测对象的磁粒子图像重建。本发明获取MPI系统矩阵速度快，对多种MPI系统结构与不同磁纳米粒子具有普适性，在保持重建精度与准确性的前提下节省重建时间。