本发明公开了一种船舶主机余热回收和尾气处理系统及方法，所述的系统包括废气锅炉、汽轮机、发电机、二氧化碳吸收塔、水泵、水柜、卧式氨合成塔、烷烃裂解装置和空气分离机，废气锅炉连接汽轮机；废气锅炉还连接二氧化碳吸收塔；二氧化碳吸收塔内安装有不锈钢淋浴喷头；废气锅炉依次与空气分离机和卧式氨合成塔连接；卧式氨合成塔通过碳钢管道与烷烃裂解装置连接；卧式氨合成塔还依次与水柜、水泵和二氧化碳吸收塔连接。本发明基于富氧燃烧和二氧化碳捕捉技术的船舶主机余热利用与尾气处理系统，同时考虑物质流和能量流，不仅高效利用船舶主机余热，提高能量利用效率，而且基于碳捕捉技术，吸收尾气中二氧化碳，降低碳排放。