本发明公开了一种碱金属原子磁强计自旋极化率空间分布的原位测量系统及方法，属于精密测量的技术领域，系统主要由激光器、激光稳定系统、激光扩束系统、分光棱镜、偏振元件、磁屏蔽系统、碱金属原子气室、光弹调制器、光电探测器、CMOS传感器、数据采集分析处理系统等组成，本发明理论依据合理，实验操作简单，对磁测量系统正常工作不会带来额外系统扰动，能实现准确测得碱金属原子气室工作状态的电子极化率分布，有利于基于极化率分布测量结果提高原子磁强计测量灵敏度，为超高灵敏极弱磁测量装置的研制提供了基础。