本公开公开的一种微型电离层粒子探测系统及方法，包括整机机壳，整机机壳内部设置离子传感器、中间层电路板和底层电路板，整机机壳外部设置朗缪尔探针；离子传感器，包括离子传感器外壳，离子传感器外壳内依次设置地层、阻滞层、抑制层和收集层，其中，收集层包括四个收集象限，每个收集象限内设置收集极；中间层电路板上设置数据采集模块；底层电路板上设置控制模块、存储模块和电源模块；收集极和朗缪尔探针均与数据采集模块连接；控制模块分别与离子传感器、朗缪尔探针、数据采集模块、存储模块连接；电源模块分别与离子传感器、朗缪尔探针、数据采集模块和存储模块连接。实现了等离子体的原位探测。