本发明提供一种荧光显微高光谱成像系统，将高光谱成像技术拓展到荧光显微成像领域。该系统是显微成像技术和高光谱成像技术在硬件上有机集成，具体包括倒置荧光显微镜、平移微调组合镜头、成像光谱仪和片上倍增增益相机（EMCCD）。其特点是设计一套平移微调组合镜头结合狭缝代替传统移动载物台，实现被检测目标和相机的相对移动完成高光谱扫帚式成像，获取荧光显微观测领域且图谱合一的高光谱图像。这种荧光显微高光谱成像系统可广泛应用于食品科学、生物学和医学等学科领域。