本发明提供一种交叉色散型空间外差光谱仪，包括激光器、汇聚透镜、准直透镜、光学滤光片组、反射镜、纵向色散光栅、分束棱镜、横向色散光栅、柱面透镜、成像透镜组以及面阵探测器。本发明提出在传统空间外差光谱仪前倾斜放置一个纵向色散光栅，在产生干涉光前将不同波长的光束纵向分开，再通过柱面透镜纵向压缩干涉图，最终在面阵探测器的不同像素行接收不同波长的独立干涉图，从而避免了传统空间外差光谱仪中谱图重叠以及相互干扰导致的信噪比低、弱信号探测不到等问题。同时某波长强光导致的探测器强度饱和不会影响其他波长的信号探测。同时所述交叉色散型空间外差光谱仪还具有无运动部件、光通量大、分辨率高、结构紧凑、测量波段范围广等优点。