本发明公开了一种光机系统设计方法及系统，光机系统设计方法包括：根据光机系统的设计指标，构建光机系统数字模型；将光机系统数字模型导入有限元分析模型，并在有限元分析模型中对光机系统数字模型进行边界条件设置，运行有限元分析模型，以获得反映光机系统中待分析反射镜面变化情况的结果文件；将结果文件输入光学分析软件，并设置入射波长，运行光学分析软件，以获得反映待分析反射镜面光轴变化情况的RMS值和PV云图；根据RMS值和PV云图，调整设计指标，以根据调整后的设计指标，设计光机系统。本发明可以缩短光机系统设计周期和设计成本。