本申请提供的原子干涉惯性导航信息探测系统，包括传感装置和解算系统，传感装置包括第一原子源腔和第二原子源腔、干涉腔，2个第一探测器和至少1个第二探测器。第一原子源腔内填充两种原子，第二原子源腔内填充所述两种原子中的至少一种原子。本申请提供的原子干涉惯性导航信息探测系统及探测方法，通过改变所述第二原子源腔内填充的原子种类数目，改变所述第二原子源腔出射的原子束数量，配合不同的拉曼光和探测器能够在一个系统内同时实现惯性与原子钟的测量，二者共用一个第一原子源腔、第二原子源腔和干涉腔，缩小了装置体积。因此本申请提供的原子干涉惯性导航信息探测系统可以应用于对导航‑授时同时存在需求且空间有限的平台。