本发明公开了一种空间光电探测图像链路层传输系统，包含若干空间光电探测头部、若干空间传输电缆以及空间光电探测处理线路盒。所述系统在所述空间光电探测处理线路盒中为每个空间光电探测头部设置有独立的第三传输组件，并且每个空间光电探测头部与空间光电探测处理线路盒之间设置有独立的空间传输电缆，通过独立的第三传输组件和独立的空间传输电缆，每个空间光电探测头部与空间光电探测处理线路盒进行全双工信息传输，从而实现对多个空间光电探测器图像信息进行并行高可靠传输处理；所述空间传输电缆采用LVDS标准电平进行通信传输，在保障传输可靠性的同时还具有高速传输速率。本发明提供的空间光电探测图像链路层传输系统具有良好的应用前景。