本发明提供了一种紧凑型质子能谱测量装置，解决现有采用堆栈探测器对质子能谱探测，效率低且具有接触污染物风险的问题。该装置包括沿质子出射方向依次同轴设置的楔形滤片、闪烁体、成像镜头及探测器；楔形滤片的薄边厚度为0.2mm～2mm，厚边厚度为1.0mm～10mm；成像镜头采用物方远心系统；质子束入射楔形滤片，经楔形滤片能谱过滤后入射闪烁体，激发出可见光子并入射至成像镜头，成像镜头将可见光子的空间分布图像成像到探测器的像增强靶面上。楔形滤片不同厚度位置透过的质子能量不同，因而通过楔形滤片可以获得质子的连续能谱信息，实现质子能谱的高效测量。