本发明公开一种基于光悬浮多微球阵列的加速度测量方法及装置，采用全息光镊将N个纳米微粒悬浮在光学腔中，N≥2，通过激光驱动光学腔，使光学腔内产生稳定的驻波光场；通过调节全息光镊，使得每个纳米微粒与光学腔中光场的耦合强度相等，形成稳定的光悬浮多微球阵列探测系统；通过测量光学腔的透射光，获取透射光的功率谱密度；利用加速度功率谱密度与透射光功率谱密度的关系，计算加速度功率谱密度，从而获取加速度信息。本发明提出的加速度测量方法利用机械振子的集体质心运动进行加速度测量可以等效地增大机械振子质量的原理，提升加速度测量灵敏度。本发明的方法的加速度测量灵敏度随机械振子数量的增加不断提高。