一种长焦距大靶面红外连续变焦光学系统，包括第一弯月形正透镜、双凹负透镜、双凸正透镜、弯月形负透镜、第二弯月形正透镜、第三弯月形正透镜、探测器；所述以上透镜采用折衍混合系统，通过不同透镜光焦度的合理分配，减少了系统镜片数量、降低了系统重量；该系统的变焦曲线平滑连续，有效避免系统在变焦过程中出现卡滞现象；采用轴向微调移动第三弯月形正透镜的方式，实现系统在‑40℃～+60℃温度范围内的像面离焦补偿及被观察物体的距离变化所引起的系统离焦补偿，保证对不同距离物体的清晰成像；本发明的长焦距大靶面红外连续变焦光学系统，填补了国内适配于1024×768非制冷型红外探测器的长焦连续变焦光学系统的空白。