本发明公开了一种荧光散射光学断层成像系统及方法,该系统包括:载物台,用于承载样品,所述样品被植入纳米材料,所述纳米材料经X射线照射发出冷光,经激光照射发出荧光;X射线源,用于向所述载物台上的样品发射X射线;X射线平板探测器,用于获得所述样品经X射线照射的CT成像;EMCCD,用于获得所述样品经X射线照射的XLCT成像;激光器,用于向所述样品发射激光;所述EMCCD还用于获得所述样品经激光照射的激光图像和荧光图像,所述激光图像、荧光图像和CT成像用于重建FDOT成像。本发明可以获得较为准确的深度信息,降低重建难度且缩短数据采集周期。