光学自由曲面中低频段像差检测装置及方法，涉及光学自由曲面检测技术领域，本发明采用基于横向平移差异相位恢复检测光学自由曲面中低频段像差的方法，设计一种兼顾高精度和大测量范围的光学自由曲面中低频段像差检测系统，以解决传统干涉仪无法检测非轴对称、非旋转对称的自由曲面这一难题。指导自由曲面光学元件在研磨阶段的面形加工，最终为高精度、高性能的光学自由曲面加工及检测提供技术支持。包括中低频段像差检测系统、光瞳图像监测系统、面形误差重构系统和光路夹持与装调系统；本发明装置辅以高精度振镜微调，实现整个自由曲面中低频段像差的高精度测量。有效地解决了自由曲面检测中动态范围与检测精度不可兼得的矛盾。