本发明公开了一种大倍率连续变焦面阵扫描红外光学系统及像移补偿方法，从物面到像面依次包括：前固定组、变倍组、补偿组、后固定组、扫描振镜、二次会聚组、转折反射镜、三次成像组、光学窗口、孔径光阑。最大变焦倍率可达20倍，各档焦距下畸变小于1％；扫描振镜处于锁紧状态时，光学系统可工作于凝视跟踪模式；扫描振镜处于往返回扫模式时，光学系统处于周扫搜索模式，通过扫描振镜的回扫可补偿由扫描平台转动带来的曝光时间内的物面移动，保持旋转扫描时成像清晰与稳定。系统采用正组补偿机械变焦以及中间平行光路扫描的形式，实现多档面阵扫描、大倍率连续变焦凝视跟踪。可实用于基于面阵探测器的搜索与跟踪一体的红外系统中。