本发明所述基于机器人控制的激光清洗系统及清洗方法。包括计算机系统、激光器、保护罩、传感系统、光束整形系统、废料处理器、光谱分析仪和待清洗工件;还包括机器人,所述激光器、机器人均与计算机系统连接;光束整形系统通过光纤与激光器连接,传感系统和光束整形系统均固定在保护罩中,传感系统与计算机系统连接;保护罩固定在机器人手臂上,光谱分析仪与计算机系统连接。本发明的激光清洗系统及清洗方法,不仅能对任意大小、任意形状待清洗工件进行清洗;还能对清洗结果实时分析,实现闭环控制;通过图像处理和光谱分析共同评判清洗效果,其判断准确,清洗效果好;所述机器人自动化控制提高了系统适应性和稳定性。