本发明提供了一种对分子振动模式的高光谱快速成像系统,包括:光梳光源,用于产生作为宽场相干拉曼散射过程的泵浦光、斯托克斯光和探测光;宽场相干拉曼散射显微光路,用于将所述光梳光源产生的光形成大光斑光束照射样品,使样品在相干拉曼散射效应作用下产生反斯托克斯光信号;以及高速面阵光电探测器,用于收集来自于所述样品发出的反斯托克斯光信号,并进行快速高光谱成像。本发明能够同时进行光谱测量和成像,并大幅度提高成像速度,满足活体生物样品的成像要求。