本发明公开了一种基于关联成像的血管中异常细胞不停流成像筛查系统。该系统包括：激光源、滤波和扩束系统、空间光场调制系统、光纤耦合系统、多模光纤、参考光采集系统、物光采集系统和关联计算模块。激光光源产生激光经过空间滤波后入射到空间光场调制系统，参考光采集系统采集调制后的光场图样，相同的图样也通过光纤耦合系统耦合进长度较短的多模光纤，多模光纤的出射端插入血管然后照射到待成像的血细胞上，物光采集系统收集经血细胞和血管及其周围组织散射后的光。通过对参考光采集系统和物光采集系统采集的信号进行多次关联计算，得到血管中不同位置处血细胞的图像，然后筛查出具有异常特征的细胞。本发明解决了血液中异常细胞含量极低难以通过采样筛查检测的问题，同时还避免了利用多模成像时测量传输矩阵的繁琐过程。