本发明公开了一种基于亚像素平移的高分辨率光场显微成像系统及方法，其中，系统包括：显微镜、二维扫描振镜、中继透镜对、微透镜阵列、图像传感器和重建模块，其中，显微镜用于放大目标样本并成像于显微镜的第一图像平面上；二维扫描振镜用于在频域平面内旋转光路角度，以亚像素平移第一图像平面；中继透镜对用于放大或缩小第一图像平面；微透镜阵列用于在微透镜阵列的后焦平面上调制预设角度光束到目标空间位置，并得到多个调制图像；图像传感器用于记录多个调制图像；重建模块，用于获取图像传感器记录的多个调制图像，并通过多个调制图像重建目标样本的三维结构。该系统具有简单的结构、低成本、快速、适用于活细胞观测的优点。