本发明实施例提供一种二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统，该方法包括：采集待检测异质结中单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波光谱；提取二次谐波光谱中的单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波信号峰值；根据二次谐波信号峰值获取第一极坐标分布图和第二极坐标分布图；比对第一极坐标分布图与第二极坐标分布图中二次谐波信号强度的大小，获得异质结的堆叠序列检测结果。本发明实施例通过利用层状材料堆叠为中心对称结构时，二次谐波信号为零的特点，采用光学手段作为探针，降低了对异质结样品的要求，无需将样品转移到目载网上，检测方法简便，实现快速无损检验。