本发明公开了一种基于球透镜的大视场分区域多级侦测红外成像系统，其特征在于，包括：共心球透镜(10)和相机阵列(20)，且所述相机阵列(20)包括若干呈X行Y列排布的相机(201)，所有所述相机(201)以球面结构排布，其中，所述共心球透镜(10)，用于收集场景的红外辐射能量，形成一次曲像面；所述相机阵列(20)，用于分割所述一次曲像面，并对分割后的一次曲像面进行中继成像，并通过图像拼接处理获得全视场图像。本发明的红外成像系统有效地改进了凝视型红外成像告警设备在实现大视场广域目标搜索、小视场高精度目标识别与跟踪时结构的复杂性和成像质量差的缺点。