一种离子束加工过程中光学镜面温度控制方法及测控系统，属于高精度非球面光学制造领域。其中，此控制方法包括基于点热源在物体内的能量沉积理论，建立面热源能量沉积模型；根据面热源能量沉积模型，依次对光学零件镜面能量沉积过程进行静态分析及动态分析，优化离子源工艺参数；通过对光学加工过程的离散化设计或对循环的加工路径稀疏化处理，降低温度累积。通过应用此控制方法，可以实现离子束对温度敏感的高精度光学零件、组件级光学产品的高效、高精度加工。