本發明公開了一種用于投影式光刻機成像系統的波像差檢測方法,包括光刻機成像系統的快速正向模型建立,澤尼克系數靈敏度矩陣的解析求解,檢測用掩模圖形優化求解,基于單次光強測量的波像差求解。本發明方法通過解析求解無像差時的空間像光強值和澤尼克系數靈敏度矩陣,實現了基于單次離焦空間像光強測量的波像差檢測。