本发明公开了快速测量金属表面电场噪声的装置，包括真空腔、CCD摄像机、第一真空角阀、离子泵、真空挡板阀门、三通真空连接器、第二真空角阀、三维驱动器、三维纳米移动台和待测样品架，还包括设置在真空腔内的芯片支撑架，芯片支撑架上设置有钙原子炉和滤波电路板，滤波电路板的芯片放置孔内设置有离子阱芯片。本发明还公开了快速测量金属表面电场噪声的方法，包括离子囚禁与激光冷却，离子量子态的操控，通过CCD摄像机的离子成像和数据处理。本发明可以在不破坏离子阱真空度的情况下，快速更换待测金属样品；同时，在降低测量操纵难度的情况下，通过CCD摄像机离子成像提供更为简单快速的方法检测待测金属样品的表面电场噪声。