本发明提供了一种同轴相衬成像方法,通过微焦斑X射线源产生具有空间相干性的射线,所述射线穿透固定位置的旋转台上的成像物体;通过探测器接收所述射线透过所述成像物体后的图像,具体是分别对所述微焦斑X射线源工作在两个电压下产生的不同射线透过所述成像物体后的图像进行曝光成像,得到双能谱图像;分别测试在所述两个电压下所述成像物体的入射面处的光强分布和谱密度分布;根据所述双能谱图像、光强分布和谱密度分布进行相位恢复。此方法不需要进行高难度的多幅图像精确配准并且成本低。此外还提供了一种同轴相衬成像系统。同时基于此同轴相衬成像方法提供了一种相衬CT方法,可以恢复成像物体的多种信息,此外还提供了一种相衬CT系统。