本发明提供了一种精密测定激光与原子束垂直性的系统及方法，方法包括：两套原子束与激光锁定环路分别产生入射至拍频模块的激光后，保持第一套原子束与激光锁定环路中的原子束与激光的角度不变，同时调节第二套原子束与激光锁定环路中对向传播且完全重合的两束激光的角度，通过频谱仪获取拍频信号的谱线；若拍频信号的谱线在频谱仪显示为一个尖峰时，判断第二套原子束与激光锁定环路中对向传播且完全重合的两束激光与原子束为垂直；若拍频信号的谱线在频谱仪显示为两个多普勒谱，判断第二套原子束与激光锁定环路中对向传播且完全重合的两束激光与原子束不垂直，通过上述方法，满足原子钟系统激光与原子束垂直性的要求，提高整钟系统的稳定度指标。