本发明提供了一种基于遥感信息与农学知识的冠层叶氮垂直分布探测方法及装置，所述方法包括：获取作物冠层红光、绿光和近红外波段的遥感反射信息；根据农学知识建立作物冠层叶氮垂直分布数学模型；根据作物冠层红光、绿光和近红外波段的遥感反射信息，采用经验统计的方法，获取冠层氮素垂直分布模型参数K(即垂直分布系数)和N0(即冠层顶部叶片的氮含量)的估计值；根据冠层氮素垂直分布模型和遥感获取的参数K、N0估计值，得到作物冠层叶氮垂直分布信息。本发明充分利用遥感技术快速无损监测优势和农学知识模型具有的机理性和普适性优点，实现了作物不同层次叶氮浓度的高精度遥感探测，即实现了作物叶氮垂直分布的高精度遥感探测。