本发明涉及空间电场测量技术，具体涉及一种高频高精度空间电场测量系统及方法，该系统包括待测电场区域，半导体激光器、第一、第二偏振控制模块、判断控制器、电光探针；半导体激光器通过保偏光纤分别与第一、第二偏振控制模块相连，第一、第二偏振控制模块通过保偏光纤与电光探针连接，第一、第二偏振控制模块均与判断控制器连接。该测量系统采用了工作频率较高的CdTe晶体作为电光探针，能够实现对高频空间电场的测量；基于电光效应的原理，不会对待测的空间电场造成影响；使用差分电路，能够减小环境随机噪声对本测量仪器的影响；在一个周期内进行两次并行检测，提高了本测量系统的准确性和可靠性。