本发明适用于成像技术领域，提供了一种光谱成像系统，包括沿光传输方向依次设置的成像单元、编码单元、柱面镜单元、分光单元及探测器，成像单元用于将物光成像于编码单元；编码单元用于对物光进行编码，获得第一图像，第一图像包括多个编码像点，编码方式可调以获得多种第一图像；柱面镜单元用于将第一图像在第一方向上放大，获得第二图像，第二图像包括多个条纹像，条纹像由在第二方向上坐标一致的编码像点经均匀放大后叠加得到，其各处光强均匀；分光单元用于对第二图像在第一方向上分光；探测器用于探测第二图像分光后的光信息，获得第三图像，第三图像中，每一波段至少偏移一个像素。该系统能够在简化光路结构的同时降低计算复杂程度。