本发明公开了一种基于光学芯片基底的显微光谱测量装置及方法，装置包括：照明激光光源、扩束镜头、近端激光反射镜、聚焦显微物镜、宽光谱耦合载物光学芯片、收集显微镜、二向色镜、成像镜头和CCD图像传感器。方法如下：制备具有色散功能的宽光谱耦合载物光学芯片；照明激光光源发出的激光被扩束后经近端反射镜和聚焦显微物镜反射聚焦到芯片上的待测物体；待测分子所发出的信号将被束缚于宽光谱耦合载物光学芯片的表面并以多个角度向下出射，被收集显微物镜接收、二向色镜反射后，再被成像镜头成像于图像传感器，计算得出待测物体的光谱信号。本发明解决了传统光谱测量中收集速度慢，分析效率低的技术问题。