本发明公开了一种楼顶花园降水自动收集与高效灌溉系统，包括设置于屋檐下方的集水槽道、用于储存雨水的水箱和水囊、铺设于花园灌溉区域的滴灌管及自动控制部分，自动控制部分包括埋置于花园灌溉区域土壤中的水分传感器及控制器；集水槽道一端封闭，另一端的出水口与水箱的进水口相对；水箱分别通过管道与滴灌管和水囊连通；滴灌管上沿管道长度方向均匀布设有若干出水孔；自动控制部分的控制器分别与水分传感器和电控阀门连接，用于根据水分传感器的检测值控制电动阀门的启停。本发明能够满足高效、低成本和节约资源的客观要求，如果大规模推广，还可减少城市地表径流进而减轻城市洪水内涝，灌溉城市绿化带，符合当今“海绵城市”的发展规划要求。