本发明公开了一种多波段相机高精度超宽动态成像的优化方法和系统，涉及多波段检测领域，包括标定阶段和测量阶段；在标定阶段形成标定合成图像后，消除光路传输模块的第一层次系统误差，得到修正后的光路传输模块；消除光路传输模块的第二层次系统误差，得到需要被消除的残余色差畸变参数；在测量阶段，待测物辐射光经过修正后的光路传输模块，形成最终合成光路；多波段相机接收最终合成光路，反代入残余色差畸变参数，形成最终合成图像。本申请在标定阶段对光路传输模块中的各光学元件进行调整并消除系统误差，优化光路传输路径，如此，在对待测物进行测量时，可以提高多波段信息的接收准确性，从而能够提高成像质量。