一种长焦距大相对孔径高清中波红外制冷光学系统，包括：主镜、次镜、缩束透镜、汇聚透镜组和中继镜组。主镜中心开有通孔；次镜、缩束透镜、汇聚透镜组和中继镜组沿轴线依次设置；光束经次镜反射后在主镜的后方呈完善像点；所述主镜与次镜均为双曲面，构成RC光学系统；缩束透镜的焦点与RC光学系统的焦点重合；光线经过缩束透镜之后，成平行光束入射到汇聚透镜组上；汇聚透镜组用于对目标进行一次成像，获得一次像；中继镜组用于将一次像成像到探测器的焦平面上。本发明实现了远作用距离需求下、大相对孔径高清成像。