本发明涉及相控阵天线技术领域，特别涉及一种基于毫米波相控阵天线的波束成形优化系统，包括：能够以规则的二维数组排列的天线阵列模块，所述天线阵列模块包括多个天线单元，每个所述天线单元都能够独立地调整其发射或接收信号的相位，以实现对波束方向的精确控制；能够改变信号干涉情况的相位调控模块；基于毫米波的波束合成与优化模块；干扰抑制与信号处理模块；控制与监测模块；本发明通过天线阵列模块、相位调控模块、波束合成与优化模块、干扰抑制与信号处理模块以及控制与监测模块的配合，实现了采用毫米波对相控阵天线波束成形时精确控制波束指向和形状、减少周围非目标对象干扰以及提高数据传输精度的目标。