本发明提供了一种大口径全谱段高光谱载荷高稳定性探测系统，解决现有光学系统结构形式难以满足严苛的轻量化、高稳定性、高精度的要求，以及不能实现全谱段光学器件支撑的问题。该探测系统包括主支撑结构、前置望远镜系统、三镜组镜系统及全谱段高光谱仪系统，主支撑结构包括采用SiC材料制成的基板，前置望远镜系统设置在基板的正面，三镜组系统设置在基板的反面，用于反射次前置望远镜系统输出的光束，并将光束折转为两路，分别进入全谱段高光谱仪系统，全谱段高光谱仪系统用于获取地面目标的全色、可见近红外谱段、短波红外谱段、中波红外谱段、长波红外谱段的空间信息图像和全色/光谱影像图，能够实现全波段共6个光学载荷的同支撑设计。