本发明公开了一种图像、光谱、偏振态一体化获取装置及探测方法，沿入射光传播方向，以主光轴方向依次设前置望远系统，消色差＜img　file=＂DDA0001329619980000011.TIF＂　wi=＂44＂　he=＂69＂　/＞波片阵列、起偏器、Savart偏光镜、检偏器、成像镜阵列和面阵列CCD，通过消色差＜img　file=＂DDA0001329619980000012.TIF＂　wi=＂46＂　he=＂84＂　/＞波片阵列对光谱及偏振信息进行四种调制，再通过起偏器、Savart偏光镜和检偏器组成偏振干涉仪得到调制后四个强度光谱干涉图像，通过傅里叶变换精确复原出目标图像、光谱和偏振态信息。克服了通道光谱技术测量Stokes矢量谱中复原光谱分辨率严重降低和复原光谱存在误差畸变的缺点。且偏振光谱信息复原结果对仪器存在高斯噪声及泊松噪声具有免疫作用，提高了获取干涉图数据的信噪比，解决了常规测量方法谱元分时探测信噪比低，时效性差的问题。