本实用新型公开了一种偏振干涉光谱成像系统,包括沿光路方向依次布置的用于接收目标物发出的光并对入射光进行准直的透镜组;微透镜阵列,包括以阵列形式排布的N个微透镜;用于将每一子图像光分成振动方向正交的平行分量和垂直分量,并形成每一分量的两束具有预设光程差的线偏振光的双折射分光系统;用于将每一分量的两束线偏振光形成的干涉光汇聚到光电探测器的成像透镜;光电探测器;用于将光电探测器获取的N个由平行分量形成的干涉图像以及N个由垂直分量形成的干涉图像进行处理得到带有偏振信息的光谱图的数据处理器。本实用新型偏振干涉光谱成像系统,具有结构简单稳定、光谱带通宽、光谱分辨率高等特点,并能够实现对动态目标的实时探测。