本发明公开了一种旋转式扩散光学成像系统,包括光源单元、探测单元、具有成像腔的承载装置、可旋转的套筒装置和数据采集单元,光源单元包括若干发光光源,探测单元包括若干探测器,套筒装置包括套筒,套筒上设置有N行*M列通孔,在第m列的每个通孔中对应设置一发光光源,在除第m列的其余每个通孔中对应设置一探测器,套筒套设成像腔。本发明所提供的旋转式扩散光学成像系统不再使用光纤进行光传导,而采用光源和探测器与被测物体紧密贴合的方式实现激发和接收,极大的降低了系统复杂度和系统成本,同时提高了各通道一致性和采集信号的信噪比,实现了数据采集并进行重建以实现可以进一步研究DOT成像,便于将该技术应用于乳腺成像。