一种手持光声成像探测机构，包括超声探头、设置在所述超声探头一侧的光传导件、设置在所述超声探头一侧的整形组件、及设置在所述超声探头一侧的反射组件；所述光传导件用于传输检测激光；所述整形组件用于对从所述光传导件出射的检测激光的光斑进行调整；所述反射组件靠近所述超声探头的检测口；所述反射组件上设有光束反射面；所述光束反射面将光斑整形后的所述检测激光反射至所述超声探头的检测口外侧。检测激光经光学整形后，被光束反射面反射至超声探头的检测口的外侧，从而到达待测对象的表面，并被待测对象内部所吸收，超声探头直接根据检测口所接收到的超声信号还原重建生物组织内部不同成分的分布，从而省去耦合部分，并减少体积。