本申请公开了一种卫星微振动位移测量系统及方法，该系统包括：至少一个激光干涉位移测量光路子系统、环境补偿单元和数据处理单元，每个激光干涉位移测量光路子系统，用于形成卫星上待测位置所对应的激光干涉位移测量的光路以及通过光路形成干涉光信号，干涉光信号是由向待测位置发送的第一光信号与由第一光信号所反射的第二光信号干涉所得到的；环境补偿单元，与数据处理单元连接，用于生成补偿数据，补偿数据用于补偿校正环境对光路所产生的影响；数据处理单元，采集一路或多路光路所形成的干涉信号以及补偿数据，根据干涉信号以及补偿数据计算每路光路所对应的待测位置的微振动位移。本申请解决了现有技术中测量精度不高的技术问题。