本发明公开了一种快速三维探测光学元件亚表面缺陷的检测装置及检测方法，装置包括水平的样品台和计算机，所述样品台连接高精度三维电动移动平台和压电陶瓷z向平移台，并能分别由二者驱动其运动，所述样品台内设有光学元件的样品；样品台下方设有激光器、图像采集单元，上方设有一共聚焦成像系统。本发明利用一束连续强激光辐照光学元件，元件亚表面缺陷容易受激光激发产生荧光，用高倍率荧光显微成像系统可实现荧光缺陷的二维扫描，获得元件亚表面缺陷的二维分布情况；定位荧光缺陷的位置，利用荧光共聚焦成像系统进行深度扫描，获得光学元件亚表面缺陷的深度分布情况，从而可以实现熔石英元件亚表面缺陷的快速三维测试。