本发明提供一种体全息光栅衍射波前测量系统及其测量方法，其中的测量系统包括激光光源，用于发射激光；扩束准直透镜，设置在激光光源的出射方向上，用于将激光扩束准直为准直激光；分光器件，设置在扩束准直透镜的出射方向上，用于实现对准直激光进行透射与反射；相移组件，设置在分光器件的透射方向上，用于带动体全息光栅进行移动；反射镜，设置在体全息光栅的出光方向上，用于通过前后表面分别对体全息光栅的出射光进行反射并返回至分光器件；成像装置，设置在分光器件的反射方向上，用于接收经分光器件反射的光形成干涉图像。本发明中的激光光源可替换，进而获得全工作谱段的波前误差结果，以及采用相移干涉原理，具有极高的波前检测精度。