本发明涉及基于半分析模型的高光谱水深反演方法及系统，其中，反演方法，包括以下步骤：步骤1、将半分析模型变换为矩阵形式，以便将其估计方法转换成最大似然估计法；步骤2、根据贝叶斯模型，在最大似然估计中加入先验概率，将最大似然估计法变为最大后验概率法；步骤3、在包含了环境噪声和底部类内光谱变异性的反演方法MILE和MILEBI中加入最大后验概率估计方法，即在MILE和MILEBI的损失函数中加入正则化因子，变为新的目标函数；步骤4、使用新的目标函数进行反演，对目标函数采用信赖域反射算法进行迭代优化。相比其他反演方法，本发明使得反演水深的高估现象得到了较好的改善，提高了反演精度。