本公开涉及一种高光谱成像系统和方法，该成像系统包括沿光线的传输方向先后设置的成像单元、空间光调制单元、光线汇聚单元和多波段光谱仪；成像单元用于将物空间成像到所述空间光调制单元；空间调制单元用于将成像的入射光进行空间光编码；光线汇聚单元用于将经过空间光编码之后的光线汇聚到所述多波段光谱仪上；多波段光谱仪用于基于接收到的光线进行各不同光谱维度信息的解析，输出属于对应各不同光谱波段的信号。由此，采用多波段光谱仪作为光谱接收传感器，避免了光谱数据重叠的影响，降低了计算的成本与时间；同时省去了光谱编码过程，不需要使用色散分光元件，简化了光路结构，使得系统结构简单且紧凑，易于实现微型化和产品化。