本发明提供一种光学元件的偏振性能检测方法和一种偏振性能检测系统。利用光强‑琼斯矩阵模型分别计算光路系统在离线状态下和在线状态下的重构光强相对于实测光强的变化，基于光强变化和相应的重构后琼斯向量获得Γ矩阵的修正量，在理想Γ矩阵的基础上获得更匹配光学系统真实偏振性能的修正Γ矩阵，实现对偏振性能的标定，进而利用修正后的Γ矩阵可以得到光学元件的琼斯矩阵。根据修正后的Γ矩阵以及相应的琼斯矩阵可以检测该光学元件样品的偏振性能。通过联合离线和在线实测数据标定偏振性能，使所得到的修正Γ矩阵逼近所应用的光学系统的实际偏振性能的真实Γ矩阵，可以精确检测光学系统的偏振性能，进而有利于控制偏振像差，提高成像质量。