本发明公开了一种折衍射混合的光谱编码成像系统和方法。本发明的系统中编码衍射元件、正透镜和探测器沿光轴依次放置，编码衍射元件的未编码的端面与正透镜接触固定连接并形成折衍射混合模块，折衍射混合模块的焦平面处放置有探测器；入射光线依次经编码衍射元件和正透镜会聚后在探测器上进行成像。方法采用以上系统，标定获得不同波段下的点扩散函数，获得光谱混叠初始图像；利用高光谱图像重建网络算法对光谱混叠初始图像进行处理，得到不同波段下的高光谱图像。本发明的折衍射混合模块有效缩短成像系统的后截距，在保证后截距较短的同时，缩小成像系统在各个波段的点扩散函数尺度，提高成像系统的空间分辨率，谱段适用范围宽，鲁棒性高。