本发明公开了一种核燃料板元件表面质量检测系统及检测方法，包括元件表面缺陷检测组件、元件长宽检测组件和元件粗糙度与平面度检测组件，元件表面缺陷检测组件的出料端与元件长宽检测组件的进料端连接，元件长宽检测组件的出料端与元件粗糙度与平面度检测组件的进料端连接，元件粗糙度与平面度检测组件的出料端为核燃料板元件表面质量检测系统的出料端。本发明的整个系统能够全程自动化对核燃料进行表面检测，无需人工操作检测，且实现了核燃料元件的表面缺陷检测、长宽尺寸检测、表面粗糙度检测，且能够自动完成翻面检测，自动将合格与不合格产品分拣，标准化处理，提高检测效率，相对于人工检测不容易出现疏漏，并且保证了核燃料元件的安全。