本发明提供了一种基于辐射变色薄膜的辐射总剂量检测系统及方法，所述系统包括：光度检测系统、色度检测系统和计算模块；其中，光度检测系统，用于检测经第一辐射变色薄膜传输的光功率变化情况；色度检测系统，用于获取第二辐射变色薄膜的图像；计算模块，用于根据光功率变化情况和/或图像，确定辐射总剂量。本发明基于辐射变色薄膜的透过率与接收的辐射总剂量的对应关系，即，当薄膜传输的光功率损耗增大，则该薄膜的透过率降低，收到的辐射总剂量增多；当薄膜图像的颜色加深，则该薄膜透过率降低，辐射总剂量增多，由此，分别从传输的光功率变化和图像颜色变化两个角度进行辐射剂量的实时监测，实现了对目标环境辐射总剂量的在线检测。