本发明公开了一种基因测序仪的荧光成像系统，包括：光学系统；图像传感器，其包括荧光探测单元组和滤光片，荧光探测单元组安装在光学系统透射的荧光的光路上，荧光探测单元组由若干个荧光探测单元阵列而成，并且每个荧光探测单元与基因测序芯片上的每个基因分子一一对应；每个荧光探测单元包括相邻的四个像元，每个荧光探测单元覆盖有一个滤光片，滤光片包括与四个像元一一对应的四块区域，每块区域用于透射一种荧光标记物受激发产生的荧光。四种碱基分别携带一种荧光标记物，一种荧光标记物受激发产生的荧光仅透过滤光片的一个区域，通过像元识别透过的荧光，判断受激发荧光标记物的类型，进而判断被读取碱基的类型。其结构简单，测序效率高。