本发明涉及一种全光谱超分辨率测量方法及非标记生物分子测量系统，其特征在于：在芯片上设置有300～4500nm不同厚度的薄膜层用于编码，然后对所述芯片采用探针蛋白进行点样，制作得到生物芯片；使所述生物芯片的探针蛋白和被测样品充分结合，被测样品中的被测对象通过特异性吸附到探针蛋白上；光强为I₀的光束垂直照射到所述生物芯片上；当光束垂直照射在仅覆盖有所述薄膜层的生物芯片上时，不同薄膜层的厚度产生不同的反射光谱，实现所述生物芯片的厚度编码，采用干涉极值法，根据光谱中极值点的波长解码出所述生物芯片的薄膜层的厚度t；光束垂直照射在与探针蛋白结合的被测对象时，薄膜层发生幅度为Δ的厚度变化，计算得到强度幅值差值并获得被测对象的厚度，本发明可以广泛应用在生物分子厚度测量中。