本发明属于核辐射探测技术领域，具体涉及一种多参数时间同步谱仪数据获取系统及其应用，包括N组子系统和一个多路同步时钟发生器与触发器；每个子系统包括辐射场混合探测器阵列、多通道谱仪箱、上位机；辐射场混合探测器阵列内包括多个探测器，多通道谱仪箱内包括控制主板、多个嵌入式谱仪板卡；多个嵌入式谱仪板卡分别与控制主板连接；每个探测器分别与每个嵌入式谱仪板卡连接；控制主板与上位机连接；每个子系统的控制主板均与多路同步时钟发生器与触发器连接。本发明提供适用于多类型探测器、多参数同步复合测量的要求；同时完成粒子入射探测器ID、粒子时刻、粒子能量、粒子信号上升时间、粒子信号下降时间等多参数测量。