本发明公开一种差分双探头结构的电场传感器及其合成电场的测量方法及系统，包括：通过第一电机驱动传感器的第一探头在电场中旋转；通过第二电机驱动传感器的第二探头在电场中旋转；第一探头和第二探头转速相同；分别在第一探头和第二探头的表面产生第一感应电流和第二感应电流；第一探头和第二探头为半径相同的空心圆柱体，第一探头和第二探头为相同金属材料，第一探头和第二探头的长度不同，第一探头和第二探头均未接地；通过第一信号处理电路对第一感应电流进行处理，转化为第一直流电压信号；通过第二信号处理电路对第二感应电流进行处理，转化为第二直流电压信号；基于第一直流电压信号和第二直流电压信号利用差分式计算获取电场的测量值。