本发明涉及具有恒等光圈超大变倍比的变焦光学系统及其成像方法，包括前固定组、变倍组、补偿组、光阑与后固定组，前固定组包括正月牙透镜、负月牙透镜与双凸透镜密接的第一胶合镜组、负月牙透镜与正月牙透镜密接的第二胶合镜组；变倍组包括负月牙透镜、双凹透镜和正月牙透镜密接的第三胶合镜组，双凹透镜和正月牙透镜密接的第四胶合镜组；补偿组包括双凸透镜、正月牙透镜、负月牙透镜和双凸透镜密接的第五胶合镜组；后固定组包括双凹透镜与正月牙透镜密接的第六胶合镜组、负月牙透镜、双凸透镜与负月牙透镜密接的第七胶合镜组、双凸透镜。不仅具有超大的变倍比、放大倍数高、光圈恒定，而且外形结构简单紧凑、分辨率高、变焦时纵横清晰稳定。