本发明涉及一种双本振亚毫米波超导探测系统，该系统包括第一本振源、第二本振源、第一耦合器、第二耦合器、箱体、超导混频器、信号放大器以及中后端处理系统；第一本振源和第二本振源形成的两路本振信号，分别通过设有的信号窗口进入箱体，经过第一耦合器耦合后，得到双本振输出信号；被探测信号经过设有的信号窗口进入箱体，与双本振输出信号进行二次耦合；两次耦合后的信号汇集至超导混频器的馈源，经过超导混频器混频后输出中频信号，然后经信号放大器处理后输出至中频后端处理系统，完成亚毫米波信号的探测。与现有技术相比，本发明可以有效避免分立观测带来的指向，校准和仪器误差等问题，有助于实现高质量宽频差谱线的观测。