本发明提供了一种多头康普顿探测方法及系统，通过在单个CZT晶体内获取康普顿散射事件，由三维位置算法精确计算出康普顿相互作用位置及沉积能量；分布式探测能够实时优化确定康普顿相机的探测位置，并快速定位放射热点位置；通过接受多头康普顿相机的探测数据，为用户实时显示放射热区的能谱、放射热区活度等高线图、实时三维立体成像图等信息。以分布式探测的方式，克服了康普顿相机在轴向上的分辨率差、探测效率低的不足，实现了对未知辐射场的高轴向分辨率实时全三维立体成像。