本发明公开了一种碳源精确智能投加控制系统及方法，包括在线监测系统、碳源投加系统、第一PLC控制器、第二PLC控制器、第三PLC控制器，碳源投加系统与第一PLC控制器之间通过电气连接，控制碳源投加；在线监测系统通过仪表采集进出水TN、进水瞬时流量、氨氮、COD数据以及缺氧区DO、pH值、ORP值，在线监测系统的仪表均与第二PLC控制器电气连接，第三PLC控制器作为取样测样主控PLC，接受第二PLC控制器测样命令，并发送命令给仪表进行取样、留样及检测及将样品检测结果反馈给第二PLC控制器，生化池缺氧区之间设置水样预处理单元。本发明碳源精确智能投加控制系统及方法，实现碳源药剂的精准自动投加，提高药剂投加效率，实现药剂成本的控制及降低。