本发明涉及成像技术领域，特别涉及一种并行压缩感知计算层析成像光谱仪及其成像光谱重建方法。所述光谱仪包括：视场成像组件、第一空间光调制器、第二空间光调制器、会聚收光部件、色散组件、色散投影成像透镜、光电阵列探测器、数据包存储器、光源组件、第一随机数发生器、第二随机数发生器、第一信号同步控制模块、第二信号同步控制模块、系统标定矩阵处理模块、高分辨色散投影压缩感知模块和计算层析成像光谱重建模块。本发明提供的光谱仪及其成像光谱重建方法，使用常规探测器对目标色散投影图像进行分块并行压缩测量，通过压缩感知重建算法从低分辨率结果中重建出高分辨色散投影图像；进一步从重建的高分辨色散投影图像中重建出光谱图像。