红外变焦光学系统以其大视场搜索目标、小视场详查目标的优点受到研究人员的重视，但是如何在温度变化范围较大、体积有限的红外导引系统中使用尚具有一定的困难。因此，研究红外变焦光学系统的无热技术具有重要意义。本文以红外导引头为平台，在此基础上，用光学被动式补偿方法设计了温度范围为45oC~55oC、焦距为50mm~150mm连续变焦的红外中波变焦光学系统，系统成像质量符合要求。具体包括以下内容：首先，结合红外导引头光学系统的特点，提出了课题的设计指标；讨论了探测波段的选择以及探测器件的选取，确定了变焦光学系统的参数及结构形式。并论证了指标的可行性。其次，介绍了变焦光学系统的几种补偿方法，重点对机械补偿法中的负组补偿进行了高斯解分析；用MATLAB编程求出了负组补偿变焦光学系统的初始结构，并利用CODEV设计了中波红外的变焦光学系统。再次，介绍了无热化技术的三种手段；系统地分析了环境温度的变化对光学系统成像质量的影响；利用CODEV进行了红外变焦光学系统的无热化设计，将衍射面和非球面加入了光学系统设计中，成功的解决了变焦光学系统无热化设计的难题。分析了系统的成像质量，包括系统的MTF、点列图、畸变曲线等。最后，介绍了冷反射的概念及形成条件，并对变焦光学系统进行了冷反射分析；利用CODEV的宏命令模拟了系统中引入的衍射光学元件的表面轮廓，根据目前的加工工艺提出了加工方法。