本发明公开了一种面阵盖革模式APD阵列三维成像激光雷达的时间同步系统及同步方法，该时间同步系统建立于FPGA平台之上，FPGA平台包括PPS信号检测模块、内部时间系统、缓存器、温补10M晶振、PLL倍频器和时间脉冲生成器，其中PPS信号检测模块与内部时间系统电连接，温补10M晶振依次通过PLL倍频器和时间脉冲生成器与内部时间系统电连接，内部时间系统与缓存器电连接，授时模块向PPS信号检测模块发送PPS信号，向内部时间系统发送TIME时间信息，缓存器与码盘、单光子扫描仪的发光装置、感光器件电连接，并打包形成带时间戳数据。本发明所公开的时间同步系统，结构简单，通用性强，适用领域广，可作为一般移动测量的通用同步控制模块。