本发明公开了一种肿瘤血管正常化检测系统和检测方法，该系统包括：激光光源模块、成像模块、图像处理器、血流检测分析模块、血管形态学分析模块、人工智能分析模块及显示模块；血流检测分析模块，用于获取血流流速图像，将散斑图像通过算法处理为血流流速图像；血管形态学分析模块，用于提取肿瘤血管形态结构，对肿瘤血管密度和血管扭曲程度测定；人工智能分析模块，用于综合肿瘤血流速度、血管密度、扭曲程度，判定肿瘤血管是否正常化，并给出肿瘤血管正常化窗口期预测结果。本发明通过对肿瘤血管结构和功能成像，可评估肿瘤血管是否处于正常化窗口期，提升了抗肿瘤血管生成疗法的临床地位，为制定更合理的抗肿瘤联合治疗方案提供了依据。