本发明涉及一种高斯光束匀化系统及匀化方法，其中，高斯光束匀化系统包括激光器、半透半反镜、第一全反镜、第二全反镜、起偏器、偏振合束器和光束接收面，第二全反镜包括沿第一方向错位的第三子全反镜和第四子全反镜，激光器输出的高斯光束入射至半透半反镜形成反射光束和透射光束，透射光束经第一全反镜、第三子全反镜、第四子全反镜和起偏器形成第一偏振光束和第二偏振光束；各反射光束和各偏振光束在偏振合束器叠加，形成匀化光束；匀化光束入射至光束接收面。本发明提供的高斯光束匀化系统，通过设计光路形成光束强度分布均匀匀化光束；匀化光束对工件进行激光熔覆时，能够减小热应力对工件的影响，提升工件的表面质量以及提升工件性能。