本实用新型提出了一种基于参考光自动补偿的光信号测量系统，通过以下技术方案予以实现：光源提供同源的测量光信号和基准光信号，测量光信号经过测量介质之后信号衰减，再经光电转换电路、信号放大电路、滤波电路后得到测量电压信号；基准光信号直接通过相同的光电装换转换电路、信号放大电路、滤波电路后得到基准电压信号；测量电压信号和基准电压信号通过差分比较电路得到最终可供AD转换器采集的电压信号，CPU通过数据总线读取AD采集的信号可计算得出测量光强度。当光源发生波动时，同源的测量光和基准光同时产品波动，通过差分比较电路消除电源波动带来的测量误差。本实用新型旨在提供一种稳定性高，不受光源波动影响的光信号测量方法。