本发明提出一种空心光束显微成像系统与显微成像方法,所述系统包括：光源调节单元、空心光束调制单元和物镜成像单元,所述光源调节单元产生激光束并输出至空心光束调制单元,所述空心光束调制单元将光源调节单元产生的激光束按照预定分束比例分成非线性基础激光束和非线性调制激光束,并通过非线性基础激光束和非线性调制激光束的非线性相位调制产生空心光束,并输出至物镜成像单元,所述物镜成像单元基于所述空心光束进行成像。本发明基于非线性相位调制技术实现暗场成像,利用非线性调制激光束在非线性相位调制中产生的空心光束代替现有透射式显微成像系统中的挡光板,提高了成像光强度和成像质量。