一种激光倍频晶体频率转换效率测量系统及性能表征方法，该系统包括高刚度基板、载物板、晶体固定架、X、Y向精密电动平移台、激光器、激光接收器；通过X向和Y向平移台的交替间续运动，激光接收器对倍频晶体通光口径表面进行逐点采样，获取倍频后的激光功率值；在高洁净光学测量环境中进行大口径激光倍频晶体频率转换性能表征操作时，在完成初始操作后，测量系统可在其控制器模块的控制下自动按特定轨迹完成采样并计算出用来表征倍频晶体频率转换性能的值；本发明测量系统可满足大口径激光倍频晶体频率转换效率高效精密测量需求，表征方法科学、简明，适用于高功率惯性约束聚变激光器中倍频晶体频率转换效率影响研究和现场装配校准测试。