基于波前转换法的光子轨道角动量测量系统及方法，属于量子技术中的单光子探测技术领域。它解决了现有光子量级轨道角动量探测需要多干涉仪级联问题，能简单方便地对光子量级的光子轨道角动量进行准确测量。它将发射的激光信号经过多次空间光调制器和傅里叶变换系统进行调制，然后将被调制的带有轨道角动量的信号脉汇集到CCD探测阵列上，可以通过探测器上图样位置分辨出信号中轨道角动量量子数。不同方位角对应不同的横向坐标，只要测定坐标就可以确定轨道角动量量子数l。本发明适合于单光子量级的轨道角动量量子数测量。