本发明公开一种面向水生生物的偏振光刺激与行为检测系统及方法，其系统包括：信号控制模块、光源驱动模块、偏振光源模块、实验模块、水循环及净化模块、高清摄像模块。在信号控制模块的驱动下，光源驱动模块驱动偏振光源模块发射出偏振光，实验生物产生应激反应，高清摄像模块记录实验生物的运动轨迹和身形姿势，水循环及净化模块提供生物所需要的氧气和健康的水体环境，实验系统及方法通过改变偏振角度及波长，记录水生生物的实验数据，利用统计学方法量化水生生物对偏振刺激的反应，实现了对水生生物在偏振光照射的行为的检测，完成了对偏振视觉的验证，对生物行为机理的研究具有重要意义。