一种离轴自由曲面光学系统偏振像差分析方法，属于光学系统偏振特性分析技术领域，为解决现有偏振像差分析方法无法对含自由曲面的非轴对称系统进行全面评价的问题，该方法建立自由曲面偏振光线追迹模型；通过泡利分解获得系统的相位像差；通过奇异值分解获得系统的二向衰减；通过奇异值分解获得系统的相位延迟；添加自由曲面；重复步骤一至步骤四，得到离轴自由曲面光学系统的相位像差、二向衰减和相位延迟将其与不含自由曲面的离轴系统的此类像差做差值，得到自由曲面对离轴光学系统偏振像差的影响；调整表征自由曲面的Zernike系数，获得自由曲面对系统总体偏振特性分布的影响。将标量像差融合到矢量像差中进行整体分析，有助于系统优化。