本发明实施例提供一种多单元多参数纳米光子学传感特性检测系统及方法，包括：宽谱光源系统、光束整型系统、传感芯片系统、光谱仪系统和信号记录与分析系统；光束整形系统包括：针孔阵列、准直透镜阵列和会聚透镜；所述宽谱光源系统、所述针孔阵列、所述准直透镜阵列、所述传感芯片系统和所述会聚透镜由下至上依次平行设置；宽谱光源系统包括多个宽谱光源，针孔阵列包括多个针孔，准直透镜阵列包括多个透镜，传感芯片系统包括多个传感单元；宽谱光源、所述针孔、所述透镜和所述传感单元上下对应设置。本发明实施例采用上述结构同时对多个样品进行光学检测，节约了检测时间，显著的提高了检测的效率。