本发明提供了一种应用于面阵列上转换相机的高效率单光子探测系统及方法，所述系统至少包括：核心处理模块、主动淬灭模块、快速恢复模块、可调高压模块、可调中压模块、计数信号处理模块和保护模块；核心处理模块，被配置为：通过可调高压模块使雪崩二极管工作在盖革模式，通过计数信号处理模块获取雪崩二极管阴极的雪崩信号，通过主动淬灭模块与可调中压模块进行雪崩二极管的主动淬灭控制，通过快速恢复模块进行雪崩二极管快速恢复到盖革模式控制；保护模块，被配置为：根据雪崩信号在采样电阻上产生的电压信号控制主动淬灭电路与雪崩二极管的连接；降低了暗计数，提高了探测效率，提高饱和计数率。