本发明公开了一种基于D-D中子源的核燃料棒235U富集度及均匀性检测方法，所用检测装置包括紧凑型D-D中子源、中子慢化体、γ屏蔽体、核燃料棒传送孔道及γ探测器系统，紧凑型D-D中子源外包裹含氢中子慢化体，中子慢化体外围包裹γ屏蔽体，紧凑型D-D中子源上方中子慢化体中设置核燃料棒传送孔道，其末端安装γ探测器系统。中子慢化体将D-D快中子慢化为热中子或超热中子，并在核燃料棒传送孔道内形成热中子场，利用热中子诱发核燃料中235U发生裂变反应，裂变产物退激发释放出大量γ射线，通过测量裂变退激γ射线强度实现对核燃料棒235U富集度及均匀性的检测。本发明能满足在线检测的要求，具有检测速度快、灵敏度高、样品无损伤等特点。