本实用新型公开了一种微球透镜探针组件，其包括探针、第一微球透镜、第二微球透镜以及光学胶体；所述光学胶体的顶部与所述探针的头部粘接；所述第二微球透镜与所述第一微球透镜并排设置；且所述第一微球透镜以及所述第二微球透镜的顶端均嵌在所述光学胶体的底面。上述微球透镜探针组件，将两个不同直径大小的微球透镜集成在一个探针上，根据不同直径大小的微球透镜的成像特性，特别适用于对于某些只需要对特定部位进行超分辨成像的样品，可以首先利用大直径微球透镜找到需要进行超分辨观测的局部位置，再利用小直径微球透镜对该局部位置进行超分辨成像，这样可以提高微球透镜的成像的效率。本实用新型还公开了一种微球透镜显微成像系统。