本发明涉及角度检测技术领域，尤其涉及一种基于球腔水银反射的倾斜度测试仪及测试方法，测试仪包括信号采集模块、信号调理模块和控制模块；信号采集模块包括外壳和设于外壳内的测试球，测试球包括内球面、外球面、第一固定轴和第二固定轴，内球面和外球面同心设置，内球面外壁设有光发收器，每个光发收器包括发光二极管和用于采光的感光管；内球面外壁和外球面内壁均涂刷黑色吸光材料；内球面和外球面之间构成间隙腔，间隙腔内下部注入水银，水银面指向球心的圆面边界与光发收器所在区域的外接圆平行且大小一致；信号调理模块用于对由感光管采集的光信号转换的电信号进行信号调理；控制模块用于倾斜角计算。本发明实现倾斜角计算检测。