本发明涉及一种双星协同船舶救援系统及救援方法，包括电子搜救卫星和光学搜救卫星，电子搜救卫星包括星载AIS搜救信号接收终端、星间链路发送终端；星载AIS搜救信号接收终端用于接收来自遇险船舶的AIS搜救信号并提取出位置信息；星间链路发送终端用于将星载AIS搜救信号接收终端解析出的遇险船舶位置信息发送给光学搜救卫星；光学搜救卫星包括星间链路接收终端、光学相机和对地数据发送终端，星间链路接收终端用于接收来自电子搜救卫星星间链路发送终端的遇险船舶位置信息，光学相机用于对给定的遇险船舶所在区域成像，对地数据发送终端用于将成像结果发送给地面救援中心。本发明可以提供电子和光学多维船舶救援信息，从而提升救援效率和救援成功率。