本申请提供了纹影光学系统及待测流场的二维密度分布测量方法，涉及气动光学技术领域，该系统包括：光源、聚光系统，小孔滤波器、纹影主反射镜和成像系统，还包括刀口装置；所述刀口装置包括结构相同的第一刀片和第二刀片以及结构相同的前夹持板和后夹持板，所述第一刀片呈长方形，所述第一刀片上设置两向刀口；所述第一刀片和第二刀片相对设置并在一点处相接触，所述第一刀片和第二刀片的相同方向的刀口边缘位于一条直线上；通过中空的前夹持板和中空的后夹持板夹紧固定好位置的第一刀片和第二刀片。本申请能够同时测量待测流场两个方向的密度分布。