本发明公开了一种基于梯度场的磁粒子成像系统，包括：激励磁场模块，包括均匀磁场激励单元和三方向的梯度磁场激励线圈对；各方向梯度磁场激励线圈对在被加载变化的反向交变电流后用于提供强度变化的梯度磁场；控制模块用于针对目标成像维度和目标成像平面，选择向至少一个特定方向的梯度磁场激励线圈对提供变化的反向交变电流使其磁场大小多次改变，以多次改变空间总梯度磁场的方向和大小；接收线圈对用于产生感应电压；信号处理模块用于对电压信号信号处理并提取尖峰信号的三倍基频谐波分量；图像重建模块用于根据不同三倍基频谐波分量利用系统矩阵重建得到待测目标内磁纳米粒子浓度的分布图像。本发明能降低功耗、提高图像质量并扩大成像视野。