本发明提供一种污水处理工艺优化及节能控制系统和方法，该污水处理工艺优化及节能控制系统包括：计算机、上位机、执行机构、用于采集被处理污水水质参数的一种以上水质在线监测仪表和一种以上用于调整污水水质参数的水质调整设备。通过采集污水处理现场数据，通过仿真模型对现场数据进行仿真处理，然后通过控制模型的计算，得到控制信号，从而控制水质调整设备的运行状态，形成一个“前馈-后馈-控制模型计算-执行”人工智能闭环控制回路；能够计算出符合工艺需求的水质参数，通过对污水水质工艺参数的精确控制，从而达到优化污水处理工艺及节能的效果。