本发明提供一种双光栅光谱仪，包括激光器、准直透镜组、平行双光栅组件、非球面聚焦透镜组和面阵探测器；其中，激光器发出的激光照射到被测样品激发出信号光，信号光经准直透镜组准直为平行光后入射至平行双光栅组件，信号光在平行双光栅组件内进行若干次色散分光后入射到非球面聚焦透镜组，经非球面聚焦透镜组消像差后被面阵探测器接收。本发明采用两个平行交错放置的平面反射光栅作为平行双光栅组件，因其独特的衍射特性，能够极大地增强平行双光栅组件的角色散能力，是同等光栅周期的平面光栅的上百倍，这使得光谱仪拥有超高的分辨率，可以达到皮米量级。平行双光栅组件还具有一定的抗杂散光能力。