本发明涉及一种生物分子自参考检测方法及装置，该方法采用具有不同光程差的两路干涉路径同步进行分子检测和环境干扰测量，通过同一个光谱仪同时记录两路干涉信号，并根据光程差的不同将两路干涉信号从叠加的干涉光谱中分离开来；分子检测及环境干扰测量的干涉信号相位变化分别被两路干涉信号记录，进而通过相位求解及差分运算的方式消除环境干扰；两个干涉路径通过采用两个不同厚度或不同折射率的传感芯片实现。该方法及装置有利于消除环境干扰，提高检测的鲁棒性和检测精度。