本申请提供一种衍射光学元件的检测系统，包括：光源、分束部、固定部和检测部，光源用于向分束部发射线偏振光；分束部用于将接收的线偏振光分束为振幅相等且成预设角度的两束线偏振光；固定部用于固定待测衍射光学元件；检测部用于接收衍射光束，以对待测衍射光学元件进行检测，其中，衍射光束为待测衍射光学元件对两束线偏振光进行衍射形成的光束。这样就无需为实现在两个方向上对DOE的检测的过程中旋转或移动DOE，一方面可以提高对DOE的检测效率，另一方面，无需将DOE放置两次，可以尽可能减小对DOE造成损害的可能性，从而提升衍射光学元件的检测系统在DOE的检测过程中的安全性。