本实用新型提供一种微型空间星体表面元素探测装置，包括集成在镁合金主体内的晶体探测模块、光电转换模块和后端电子学模块；晶体探测模块包括一个CeBr₃晶体和四块反符合塑料闪烁体，CeBr₃晶体表面除了出光面均包覆有反射膜，四块反符合塑料闪烁体分布在CeBr₃晶体四周；光电转换模块包括3inPMT和四套1inPMT，3inPMT与CeBr₃晶体匹配，以用于将CeBr₃晶体的光信号转换为电信号，四套1inPMT分别与四块反符合塑料闪烁体匹配，用于将反符合塑料闪烁体的光信号转换为电信号；后端电子学模块包括控制模块、放大器模块和数据处理传输模块，用于处理和传输光电转换模块的电信号。本装置体积小、重量轻、低功耗，可用于高效探测星体表面K、Si、Mg、Th、H、O、Fe、Ti的含量和分布情况。