本发明公开了一种小型液体慢化中子能谱探测装置及探测方法，其装置包括慢化腔、热中子探测器、抽注水装置、分析处理系统，本发明对慢化腔进行了改进，克服了现有技术中多是通过聚乙烯或者水组合出不同球层的方式实现对中子能谱的测量，从而导致装置体积大、重量大、结构复杂，在测量过程中不能实现高度自动化的现场原位中子能谱测量的缺陷，通过一个简单的小体积慢化腔、配合抽注水装置的结构，通过改变慢化剂厚度实现在一个容器内组合出不同厚度的慢化剂，结合热中子探测器和数据处理模块完成中子能谱测量，具有体积小，设备操作简单，便携，易于现场原位测量等优点，利于应用推广。