本发明公开了一种偏振多光谱成像系统的偏振通道定标方法，包括步骤：由入射辐射确定各像元的响应规律；确定微透镜阵列中每个微透镜下偏振通道在探测器阵列上的响应区域；采集响应区域像元的响应对比度极值和相对应的坐标位置，拟合各个偏振响应像元的相位角，并根据相位角对像元所属的偏振通道进行划分；根据各通道响应的偏振通道求取得出各偏振通道在每个微透镜后的质心位置；对质心位置进行直线拟合得到多条拟合直线；求取所有拟合直线的交点得到各偏振通道在微透镜下的成像位置。本发明具有如下优点：可以得到各通道在探测器像面上的精确位置，能够有效消除直接提取像元响应极值作为通道响应所引入的误差，提取的通道信息更加准确。