本发明公开了一种中子能谱测量装置，其包括中子慢化腔，中子慢化腔内设置有管状的壳体，壳体的上端开口，且壳体的上端延伸出中子慢化腔的顶部，壳体的底部封口，壳体内设置有柱形的热中子探测器；中子慢化腔的底部设置有压力传感器；中子慢化腔下方设置有慢化液存储腔，慢化液存储腔与中子慢化腔通过管道连通，且管道上安装有双向水泵。本发明中子能谱测量方法包括：调整装置平行度、慢化液注入、中子测量和中子能谱解谱等步骤。本发明的中子能谱测量装置降低了基于相同物理原理的中子能谱仪的制造难度和制造成本；测量方式灵活，使用方便，占用空间小，测量结果准确度高。