本发明公开了一种光电探测器频率响应测量方法及测量系统，属于光电器件测量和微波光子学技术领域。本发明采用强度调制器将微波信号调制到光载波上，加以适当的直流偏置，生成抑制载波的光双边带探测信号；光分束器将上述光信号分成两路，一路输入光功率计检测光功率，另一路输入待测光电探测器；微波功率计测量待测光电探测器输出微波信号的功率。对微波信号进行频率扫描，即可获取光探测信号光功率和光电探测器输出微波信号功率随频率的变化曲线。根据光电探测器频率响应定义，可得到待测光电探测器的频率响应曲线。本发明还公开了一种光电探测器频率响应测量系统。相比现有技术，拓展了测量范围，提高了测量精度和效率。