国内外近些年来，对于光学元件表面缺陷的检测技术越来越重视。由于光学元件表面质量的好坏会直接影响到光学系统的性能。文章主要针对曲面光学元件中球面和柱面光学元件表面微缺陷的检测问题，提出了一种基于光偏振特性的检测方法。利用光学元件表面缺陷与无缺陷区域之间透射光偏振态的差异，提高整幅图像中缺陷的对比度。首先基于光的偏振理论，利用偏振片获得偏振照明光，并采用共焦照明的方式获得同时对焦的曲面光学元件缺陷图像。其后，利用计算机对缺陷图像进行处理。结果表明采用光的偏振特性对曲面光学元件表面微缺陷的检测，能够获得高对比度、高分辨率的缺陷特征。此方法很好的提高了曲面光学元件表面微缺陷的检测准确度和检测效率，结果表明缺陷的检测准确率达到了95%。