一种光刻机投影物镜彗差原位检测系统，包括光源、照明系统、测试掩模、掩模台、投影物镜、工件台、安装在所述工件台上的像传感装置数据采集卡以及计算机。所述像传感装置包括孔径光阑、成像物镜、光电探测器。所述测试掩模由两个互相垂直的线宽较小的移相光栅标记和两个互相垂直的线宽较大的二元光栅标记组成。本实用新型的优点是可以消除畸变对成像位置偏移量的影响，可提高彗差检测精度。