本实用新型公开一种光学成像系统及显微镜，所述光学成像系统包括：光源模块与相位光栅，所述光源模块发出的第一光线传输至所述相位光栅，相位光栅将第一光线沿第二光路方向反射为第二光线，所述置物台上的样品在接收所述第二光线后，发出第三光线，所述光学成像系统沿第三光线的传输方向依次包括第三镜组以及第一相机。本实用新型提供一种光学成像系统及显微镜，通过所述相位光栅，使所述显微系统能够进行连续的频移和相移，解决了现有技术中显微系统无法进行连续的频移与相移，需要多次更换透镜，从而使显微系统的调节过程繁琐复杂的问题。