一種退化圖像復原方法包括以下步驟:獲取退化圖像;建立退化圖像關于大氣掩蓋層的數學模型;根據所述的數學模型,對退化圖像利用奇異值分解,獲得大氣掩蓋層的估算矩陣;根據估算矩陣計算大氣掩蓋層;選取大氣光矩陣,運算得到大氣掩蓋層的傳輸系數矩陣;根據大氣掩蓋層及傳輸系數矩陣,求取復原圖像。上述退化圖像復原方法建立的數學模型含有大氣掩蓋層變量,通過優化計算得到較為精確的大氣掩蓋層及傳輸系數,則經修復的復原圖也能夠具有較高的對比度。本方法沒有使用白化平衡、色調映射和伽瑪校正技術,對退化圖像的局部細節恢復效果較好,處理結果的顏色逼真度、清晰度也較好。還提供了一種退化圖像復原系統。