本发明公开一种基于时空概率道路树的轨迹生成与优化方法及系统，方法为：确定机器人的参考状态序列和未来每一帧的自由区域；在每一帧的自由区域进行点随机采样，如果当前帧的采样点与前一帧的采样点是否满足构建边的条件，则进行边的构建，并根据参考状态序列为当前帧的采样点附加损失值，直到最后一帧的采样点全部判断完毕，构建出时空概率道路树以及时空概率道路树中采样点的损失值；基于时空概率道路树中采样点的损失值搜索出一条损失最小的通路，即初始轨迹；确定初始轨迹上的每一帧状态所处的边界限制，根据参考状态序列以及目标函数对初始轨迹进行优化；直到满足机器人运动学约束和障碍物约束条件或达到迭代上限得到优化后的轨迹。