本发明公开了一种两步式单斜率模拟‑数字转换电路及转换方法，包括2M个等值电容组成的电容阵列、比较器模块、时序控制模块、N‑bit VRAMP斜坡发生器模块、三选一开关、2M‑1个二选一开关、复位开关、M‑bit CNT计数器、N‑bit CNT计数器以及LATCH锁存器模块。本发明采用两步式结构，构成两步所需的M‑bit粗量化SS ADC以及N‑bit精量化SS ADC，两步共同实现(M+N)bit量化精度的模拟‑数字转换功能。本发明克服了粗量化残余电压与精量化的参考电压的传递中存在着引入误差的不足，避免了残余电压传输电路的非理想因素引起的缺码和重码，因此也无需相应的校正电路，适合应用于高性能图像传感器以及红外焦平面探测器读出电路。