本发明提出一种基于相位控制阵列激光集束激励的光热三维特征重构系统和重构方法。所述重构系统包括计算机、多通道数据线、第一数据采集卡、第二数据采集卡、第三数据采集卡、数据采集卡集成器、多通道信号输出线、激光器电源、冷却水管、制冷器、光纤集束、准直镜、第一偏振片、样件、二维移动台、第二偏振片、磁力座、焦平面红外热像仪、升降台、BNC数据线以及以太网线。该系统采用相位控制阵列式激光集束对样件进行主动热加载，阵列式激光集束中单个激光束均可独立受到独立控制，可以实现对样件热流的空间调制，进而可以实现对缺陷尺寸的高精度检测，缺陷检测偏差控制在5％以内。