本发明属于微纳光学领域，具体公开一种基于速度影像的纳米颗粒表面等离激元场分布探测方法，包括：将线偏振的飞秒激光通过第一λ/2波片以矫准其偏振方向，经第二λ/2波片后通过透镜聚焦与纳米颗粒束流作用，使纳米颗粒电离出离子；控制离子经加速聚焦后进入微通道探测器以生成倍增电子信号，并使该信号在荧光屏上呈现影像以获得离子动量信息；以固定步长角度旋转第二λ/2波片，获得在激光偏振平面内各不同角度上对应的离子动量信息，对所有离子动量信息层析重构处理，得到发射离子的三维动量分布并对其做以中心为原点的径向积分，得到纳米颗粒表面电离率空间分布作为等离激元场分布。本发明采用纳米颗粒在电离后产生的离子作为探测对象，测量过程简单。