一种涉及光学系统技术领域的大相对孔径、大靶面非制冷红外连续变焦光学系统，包含从物方至像方依次同光轴设置的第一弯月形正透镜、双凹负透镜、双凸正透镜、第二弯月形正透镜、弯月形负透镜、第三弯月形正透镜和红外探测器；所述的第一弯月形正透镜、近第二弯月形正透镜、弯月形负透镜、第三弯月形正透镜均弯向像方设置；通过轴向移动双凹负透镜及双凸正透镜实现光学系统焦距的改变；双凹负透镜向像方方向移动，双凸正透镜向物方方向移动，由大视场向小视场变化；本发明光学系统靶面大，实现了大相对孔径，能够有效增加通光量，降低由于热反应时间以及平台移动造成的模糊效应对传递函数的影响，并且能够增加系统的信噪比。