本发明涉及一种基于机器学习的植被生物量自动监测方法及系统。该方法包括：采集待监测植被区域的图像和植被光谱反射率数据；将图像和植被光谱反射率数据进行预处理；采用最大类方差法将预处理后的图像分割为植被和土壤两个部分，并从分割后的图像中提取植被覆盖度数据；采用波段运算法将预处理后的植被光谱反射率数据进行植被指数计算，获取植被指数数据；根据植被覆盖度数据和植被指数数据建立基于机器学习的多元回归线性估算模型，并根据基于机器学习的多元回归线性估算模型得到待监测植被区域的植被生物量数据。本发明根据植被覆盖度和植被指数，并融合机器学习技术建立植被生物量多元回归线性估算模型，精度高且适应性强。