本发明涉及一种基于脉冲激光的信标自适应光学系统，包括激光信标发射子系统、接收望远镜、目标星波前探测器、激光信标波前探测器、目标星高精跟踪传感器、成像探测器、倾斜控制系统、高阶像差控制系统等；系统采用两级倾斜控制系统，实现大动态范围和高精度倾斜像差控制；采用两级变形控制系统，实现对低频像差和高频像差的分开探测和控制；本发明利用两套波前探测器，探测出不同信号光提供的倾斜、低阶和高阶像差信号，可解决单独由激光信标波前探测引入的非等晕误差问题，以及克服导星抖动误差问题；同时针对脉冲激光的特点，采用外触发斩波技术，可有效消除望远镜不同高角的瑞利散射对波前探测的影响，实现利用激光信标对波前误差不间断探测。