本发明属于激光测量领域，本发明公开了一种微探头偏振光相位调制的干涉位移测量系统及方法，利用相位调制器对半导体激光器输出的正交偏振光分量进行正弦相位调制，通过偏振分光棱镜分成参考光和测量光，两束光分别由微探头内置反射面和被测目标镜反射回环形器，在与环形器连接的光纤偏振元件上进行干涉，干涉光信号由光电探测器接收并解调处理，解算得到被测目标镜的位移量。本发明采用相位调制器对参考光和测量光进行相位调制实现微探头干涉位移测量，解决了现有微探头相位调制干涉仪中采用光源频率内调制引入的伴随光强调制误差和位移量程受调制深度限制的问题，同时降低了光源稳频的难度，实现了微探头大量程、高精度干涉位移测量。