本发明公开了一种基于差分电路的纳秒脉冲高压源及其产生方法，通过调控集成高速开关模块的通断控制储能电容的充放电，得到脉宽可调的高压脉冲电场，为了适应生物负载的电学特性差异巨大，生物负载端口分为高阻负载端口和低阻负载端口，并分别对应高阻、低阻两种负载模式，低阻负载模式可以同时对两个不同的生物负载施加不同参数的脉冲电场序列；高阻负载模式可以大大提高脉冲的波形质量和脉宽可调范围。同时为了降低研制成本和提高系统效率，本发明采用了集中储能电容架构而非传统Marx电路的分布电容架构。综上，本发明通过电路架构上的创新实现了更高生物负载适应性、更好的波形质量、更大脉宽可调范围和可控的研制成本。