本发明公开了一种光场偏振成像系统的偏振定标方法，包括步骤一：由已知入射辐射确定偏振通道响应表达形式；步骤二：确定每个微透镜下偏振通道在探测器上的响应区域；步骤三：定标数据采集；步骤四：拟合定标系数。本发明提出的偏振定标方法能够确定各偏振通道对响应区域像元的影响系数，能够为光场偏振成像系统准确获取偏振图像。根据本发明的光场偏振成像系统的偏振定标方法，通过建立模型和非线性最小二乘拟合法较准确的计算出通道响应与像元响应的映射关系，然后利用超定方程求解通道响应，能有效对通道响应混叠现象进行解混，消除了直接提取像元响应作为通道响应引入的误差，提取的通道图像更加准确。