本发明适用于生物医学检测技术领域，提供了一种基于微纳结构光芯片的免标记肿瘤标志物检测系统及微纳结构光芯片的制备方法，该检测系统包括：硬件检测系统、后台服务系统和远程终端系统；硬件检测系统，用于检测微纳结构芯片表面反射谷的波谷数据，根据波谷数据计算微纳结构芯片表面反射谷的偏移量数据；后台服务器包括对偏移量数据进行传输的云服务器、对偏移量数据进行存储的数据库以及向用户分发数据的互联网平台；远程终端系统，用于向用户呈现可视化检测结果。本发明提供的基于微纳结构光芯片的免标记肿瘤标志物检测系统，不但成本低廉、便携性更好，且对早期癌症的检测更加精准化、智能化、快捷化。