本发明提出的预放大离轴数字全息显微系统，涉及全息显示技术领域，包括激光器，激光器发出的光波经过第一衰减器和第一半波片后到达偏振分光棱镜，光波被分为参考光和物光，参考光经过第二衰减器和第一反光镜后进入第一准直扩束器，然后经过第二反射镜反射进第一透镜到达分光棱镜后到达CCD，可以通过第二反射镜上的旋钮调整参考光与CCD平面法向的夹角；物光经过第二半波片后进入第二准直扩束器，通过第二透镜射入分光棱镜，其中一部分物光透过分光棱镜通过显微物镜后照射被测样本，其反射光到达分光棱镜后改变方向，沿CCD平面的法向传播，并与参考光发生干涉，其干涉条纹被记录在所述CCD上。本发明结构简单，具有良好的测量精度。