本发明提出了一种超光滑表面缺陷检测系统的畸变校正方法。本发明解决了超光滑表面缺陷检测系统中因为存在光学畸变而造成的子图像拼接时的缺陷断裂问题。本发明的技术特点在于，设计了一种超光滑表面缺陷检测系统和畸变校正标准板及标准板的夹持装置，利用检测系统对标准板采集得到暗场畸变图像，通过该畸变图像和计算机按照物面尺寸和像面像素关系重构的标准板理想图像的匹配建立畸变退化模型，并提出一种基于二次极坐标正反变换和二次灰度线性插值的畸变校正方法。本方法能够校正超光滑表面缺陷检测系统中因畸变造成的相邻子图像的拼接错位，同时也适用于校正其他基于图像拼接的大视场光学系统中存在的畸变。