本发明涉及一种超表面光谱传感系统、确定方法及光谱仪。所述超表面光谱传感系统包括：面阵探测器和超表面分光系统，所述超表面分光系统包括多个超表面单元；多个所述超表面单元设置在所述面阵探测器的上表面；每个所述超表面单元均包括多个相同的超原子；所述超表面单元用于针对设定谐振波长值透过率和非设定谐振波长值透过率不同，起到分光的作用；一个所述超表面单元对应一个设定谐振波长值；所述面阵探测器用于探测所述超表面单元透过的光。本发明通过在面阵探测器上表面设置集成化的超表面分光系统，以缩小光谱传感系统的体积，进而减小光谱仪的体积，实现光谱仪的小型化。