本发明公开了一种面形检测系统及方法。激光器出射的光经过偏振光栅被分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光后经反射镜反射进入光纤耦合器，再耦合至亚波长孔径单模光纤产生点衍射球面波前，点衍射球面波前经测量探头内准直镜组产生平面波W1和W2，平面波W1和W2产生的干涉条纹投射至被测物体表面并随被测物体表面产生形变，由偏振相机实时拍摄被测物体表面的干涉条纹，获取四幅相位差为π/2的瞬态移相干涉图，采用四步移相算法实现被测物体表面面形测量。通过本发明提供了一种测量速度快、高精度、可大动态范围测量复合表面面形的瞬态移相装置。