本实用新型提供了一种热障涂层结构的界面应力检测系统，涉及热障涂层结构的界面应力检测技术领域，该系统包括激光光源、第一二向色镜、聚焦透镜和荧光光谱仪；聚焦透镜和荧光光谱仪分别设置在第一二向色镜的两侧；激光光源出射的激发光束经第一二向色镜反射以及聚焦透镜聚焦后入射到被测物体表面；被测物体基于该激发光束背向激发的稀土荧光和红宝石荧光进入荧光光谱仪形成对应的稀土荧光光谱和红宝石荧光光谱。本实用新型基于双荧光法能够完整测量热障涂层内部关键界面处的应力分布特征，并能够采用扫描方式实现关键界面处层间面内应力的全场分布，从而解决了热障涂层安全评估及寿命预测研究所亟需、已有实验技术却难以有效实现的界面应力表征。