一种微波多波束光学接收解调系统及其使用方法，通过电光调制器将微波天线阵列接收到的不同方向和频率的射频信号上变频至光域，并在光纤中传输至光学天线阵列，同时利用微透镜阵列对出射光束进行准直和扩束，并利用空间光相位调制器实现对光束的实时相位调控，使得携带微波波束信息的信号光能够始终汇聚于光电探测器阵列相应的位置。最后，基于光本振生成单元产生稳定的本振光及空间扩束处理，采用高速光电探测器实现信号光与本振光的相干拍频，完成对射频信号的下变频接收解调。本发明利用简单的空间光学器件处理多个波束，极大简化了系统结构并增强了系统的兼容性；并且能够实现对微波时间捷变波束和同时多波束两种情形下的微波信息的接收解调。