本发明提供了一种光学系统、光学系统设计方法及灯具，该光学系统包括光源；透镜组件，包括第一透镜和与第一透镜相连的第二透镜，第一透镜的中心位置处设有接收孔、形成于接收孔内壁面上的第一入射面、第一反射面以及第一出光面；第二透镜部分突伸入接收孔内，包括收容在接收孔内第二入射面、第二反射面以及第二出光面；以及二级反射器，二级反射器与第一透镜相连，二级反射器上形成有第三反射面，第三反射面与第二出光面相对设置，以便光源发出的一部分光线自第一入射面进入第一透镜，并经第一反射面反射至第一出光面进行出射，另一部分光线自第二入射面进入第二透镜，并经第二反射面反射至第二出光面出射到二级反射器的第三反射面上进行出射。