本发明提供的基于激光多普勒测速的转速测量系统，包括光束产生单元、第一探测单元、第二探测单元以及信号处理单元。光束产生单元用于产生两束波长已知且相互平行的光束。基于光束产生单元产生的两束光束，利用激光多普勒测速技术，设计第一探测单元、第二探测单元的探测光路。基于第一探测单元中第一光电探测器和第二探测单元中第二光电探测器输出信号的多普勒频移，结合第一光束和第二光束的波长及平行间距，实现转速测量。本发明无需在转轴上安装齿状结构或粘贴靶标，也无需测量转轴切向与激光光束之间的夹角及转轴半径，通用性更好且使用方便。