本发明涉及照明系统技术领域，提供了一种无亮斑投影照明系统及其工作方法，该无亮斑投影照明系统包括镜筒支架、间隔设置在镜筒支架上的多个灯珠、分别设置在对应的灯珠上的多个投影镜头以及分别设置在镜筒支架的两端的镀膜高反镜面和光学窗口；该无亮斑投影照明系统利用光束整形定向投射、多方向反射投射照明相结合的技术实现了无亮斑均匀照明，避免了手术监视系统获得的手术人眼图像出现局部亮斑的情况，即避免人眼图像中出现局部亮度过高，从而湮没人眼图像局部信息，造成信息缺失影响人眼特征边界提取精度，影响手术镜头组光轴与人眼光轴的对准精度的情况，提高了手术中医生的观察和手术实施的精准度、安全性和可靠性。