本实用新型公开了一种光学测量系统，包括光源、第一光学单元、第二光学单元、色散元件、线阵探测器、面阵探测器、主控系统，光源发出的光束经过第一光学单元传输后，出射的光束被第二光学单元分光，从第二光学单元透过的光束被沿光轴方向聚焦于被测对象上，由被测对象反射或者散射回的光束经过第二光学单元部分反射后聚焦于色散元件，色散元件的前表面反射色散之前的部分光束到线阵探测器，透过色散元件前表面的部分光束聚焦在面阵探测器上，不同角度的光波对应不同的成像高度，主控系统根据预先存入的算法解码出被测对象的信息。本实用新型能够实现同时获取被测对象灰度图像以及被测对象高度信息，降低了系统的复杂度，提高了稳定度。