本发明公开了一种基于温度检测的后聚焦补偿系统及其方法，属于激光加工技术领域。其中，包括激光器、聚焦镜、伺服电机、数据采集模块和数据处理终端；所述聚焦镜与伺服电机传动连接；相较于现有技术，本发明可以根据聚焦镜温度的变化，统计出不同聚焦镜温度下的三轴位置数据，并利用数据处理终端绘制出相应的温度三轴位置曲线，再根据温度三轴位置曲线计算出任意聚焦镜温度T对应的焦距补偿值Δd，然后得出离焦后聚焦镜在滑轨上的位置补偿值ΔL，最后通过判断温度差值ΔT的正、负值得到聚焦镜移动的方向，实现聚焦镜位置随温度的变化而变化，修正了聚焦镜因高温导致的离焦问题，进而有利于提高激光加工设备的加工效率和加工质量。