本公开提供了一种星载红外成像系统，包括旋转扫描模块、光学成像模块、多波段探测模块、定标模块和控制模块，旋转扫描模块能够绕自身轴线旋转且与卫星的入瞳口对应设置，定标模块设置于旋转扫描模块背离入瞳口的一侧，光学成像模块设置于旋转扫描模块的一侧且位于入瞳口与定标模块之间，多波段探测模块设置于光学成像模块的输出光路上；旋转扫描模块旋转时将入瞳口射入的红外线及定标模块发射的红外线反射至光学成像模块，然后输出至多波段探测模块进行检测；控制模块分析多波段探测模块的检测结果以判断是否发生山火，多波段探测模块为面阵探测器，增加单次成像的像元数量，延长像元驻留时间，提升星载红外成像系统的空间分辨率和温度灵敏度。