本实用新型涉及一种用于纳米薄膜表面测量的变入射角度光谱椭偏成像装置，包括单色光发生装置、准直透镜、线性起偏器依次共轴安装在入射旋转臂上，线性检偏器、成像物镜共轴安装在出射旋转臂上；图像传感器安装在出射旋转臂上，和由驱动控制箱，计算机和图像采集卡组成图像处理及系统控制部分；计算机发出指令给电机控制卡，该电机控制卡将此信号传递给电机驱动器后带动驱动器进行旋转，再将器件的运动状态反馈回驱动控制箱中的电机控制卡中，并通过驱动控制箱与电子计算机之间的通讯告知电子计算机当前运动器件的运动状态；图像传感器与监视器和图像采集卡电连接。通过入射角度扫描和波长扫描，同时得到样品视场范围内各点的光谱椭偏参数。