红外光学系统具有夜间穿透能力强、识别伪装能力强,能够被动接收红外辐射、隐蔽性好、不易受干扰等优点,连续变焦系统具有既可以搜索大视场范围内的目标又可以瞄准小视场范围内的目标的优点,因此红外连续变焦系统在科研教育、日常生活以及陆、海、空等军事领域被广泛地使用。在一些特殊的工作领域,为了能够使跟踪搜索目标的范围更大以致获取更多更详细的有用信息,就必须提高系统的变倍比,因此研究设计具有高变倍比、结构紧凑、复杂程度低、重量轻的红外连续变焦光学系统成为热点。本文阐述了变焦系统的基本理论以及红外光学系统设计的一些特性,并在此基础之上运用ZEMAX光学设计软件,针对320×240非制冷型红外探测器设计了一款10倍长波红外连续变焦光学系统,该系统具有变倍比大、相对孔径大、成像质量高等特点,满足系统成像质量要求；针对320×240制冷型凝视焦平面阵列红外探测器,设计了一款10倍中波红外连续变焦光学系统。系统采用机械正组补偿变焦结构,通过引入合理的非球面以及衍射面和二次成像设计实现系统100%的冷光阑效率,利用硅和锗两种普通红外光学材料,实现了20mm-200mm范围内的连续变焦,且系统具有变焦曲线平滑,镜片数少,F#较小等优点,符合光学系统的变焦要求。