高光谱全偏振三维成像集成探测系统，包括成像镜头、声光可调谐滤波片AOTF、控制电路、线性相位延迟器LCVR、电子控制器，用于控制加在线性相位延迟器LCVR的电压值、焦平面阵列、图像采集卡、基于声光偏转器的自适应结构光投射装置及计算机，计算机是整个遥感系统的核心部件，它发出控制指令控制加在AOTF上的RF驱动频率，从而改变通过AOTF的光线的波长，得到目标在该波长处的图像；计算机还发出控制指令控制加在LCVR的驱动电压，从而改变LCVR的相位延迟值；采集被测目标图像信号，并对所采集图像进行处理。本发明实现了像元尺度对应的三维空间、高光谱、偏振一体化测量功能，且具有很好的适应能力，大大提高系统的探测能力。