一种基于交流耦合的TDI红外探测器信号处理系统，包括TDI红外探测器、高通滤波电路、信号调理电路、模数转换电路和数据处理电路，数据处理电路由可编程逻辑器件实现。根据TDI红外探测器输出信号的特点，首先通过高通滤波电路将探测器输出信号中的直流成分扣除，只对变化的交流信号进行模拟调理和模数转换；再以TDI红外探测器每行输出的复位参考信号对应的量化数据为基准，确定交流耦合后有效信号与该参考基准的相对差值，对探测器输出的有效信号进行数字直流恢复。与传统的TDI红外探测器信号处理系统相比本发明具有抑制共模干扰、降低器件漂移影响、简化电路设计、减少系统功耗等特点。