本发明涉及一种石墨片外观缺陷检测系统，包括：上料搬运机械手组件、转盘组件、线扫相机检测组件、同轴光检测组件、结构光检测组件、翻转组件、下料分料机械手组件、控制系统和工作台；上料搬运机械手组件、线扫相机检测组件、同轴光检测组件、结构光检测组件、翻转组件和下料分料机械手组件依次围绕转盘组件设置在工作台上；上料搬运机械手组件从上游贴合机上取石墨片到转盘组件上；石墨片借助于转盘组件的旋转依次经过线扫相机检测组件、同轴光检测组件、结构光检测组件的视觉检测后经翻转组件完成翻转；本发明提供的检测系统不仅检测效率高，而且具有更高的检测精度。