本发明公开的基于光学传递函数同时测量倾斜角和绝对距离的方法，属于光电测量技术领域。本发明实现方法为：两束带有相位的光波聚焦在焦平面上发生干涉‑衍射或衍射现象，焦平面上的光强分布即为PSF，对PSF进行傅里叶变换得到OTF。选取单色光条件下OTF的一个侧峰对其虚部实部求比值得对应的侧峰相位传递函数，计算相位传递函数的梯度值，利用梯度值再计算出被测子镜的倾斜角，实现倾斜角测量。选取微分求和方法处理后的宽光谱条件下的光学传递函数OTF的一个侧峰取模得到对应的侧峰调制传递函数，归一化处理得MTFnph，通过分段四次拟合得到MTFnph与绝对距离的函数关系，根据所得函数关系求得绝对距离值，实现绝对距离的不受倾斜角误差影响的高精度测量。