本发明提供了一种二维大视场成像平面对称自由曲面光学系统，涉及光学技术领域，沿光路方向依次设置第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜和探测器像面，还设置有孔径光阑，孔径光阑位置与所述第二反射镜的位置重合；经所述第一反射镜反射后入射至第二反射镜，经过第二反射镜反射后入射至第三反射镜，经过第三反射镜反射后入射至第四反射镜，经过第四反射镜反射后入射至探测器像面成像。本发明的光学系统采用四块平面对称的自由曲面反射镜，按照光焦度负‑正‑正‑正的分配方式进行布置，反射镜的倾斜角度符合消像散的要求，实现了在18°×9°二维视场内近衍射限成像，系统设计可以分别在3～5μm红外波段实现畸变校正，成像质量接近衍射极限。