本发明公开一种基于双振子悬浮光力学系统的力场梯度测量装置及方法。测量装置，依次包括激光器、光学腔、第一光镊、第二光镊、光场探测装置，其中光学腔中间分别设有第一纳米微粒和第二纳米微粒；激光器的光轴和光学腔的光轴重合，激光器从光学腔的左侧入射，在光学腔中激发形成稳定驻波场；第一光镊和第二光镊用于分别将相应的第一纳米微粒和第二纳米微粒悬浮在光学腔中，并调节它们沿光轴的位置；光场探测装置用于探测光学腔的腔透射光从而获取力差信息。本发明的梯度测量方法可探测力场的瞬时梯度，监控场的动态变化。本发明不仅适用于引力场，对于加速度场、电场等同样适用。本发明可促进悬浮光力学在场探测和多点传感领域的发展应用。