本发明公开一种基于数字化多道伽马谱仪的中子活化多元素分析装置，包括：射线屏蔽体、伽马射线探测器、高低压电源、数字化多道能谱分析器、氘氘中子源、中子探测器、中子慢化体、中子源辅助单元和运行控制模块。采用全数字化脉冲信号多道分析器，对伽马射线和中子探测器经过前置放大器输出的核脉冲信号，进行高速波形采样，并结合数据实时分析处理，获得中子活化瞬发伽马射线能谱和中子源强计数。本发明通过特征伽马射线能量和强度的测量，以及中子源强度波动的修正，可以用于工业物料的多元素含量在线检测。