一种表面微结构硅悬臂梁增强型光热光谱痕量气体探测方法及装置，包括可调谐激光器、反射物体、表面微结构硅悬臂梁、凹面镜、光纤、光纤耦合器、连续激光器、激光控制器、光电探测器和信号处理系统等。由可调谐激光器发出的调制光经过被检测气体后，被反射物体反射到凹面镜上，凹面镜把接收到的反射光聚焦在悬臂梁的硅表面上，悬臂梁吸收光能量后发生光热偏转而产生谐振，气体浓度越高，被气体吸收的光强越大，则被该悬臂梁吸收的光能量就越小，其谐振幅度就越小。光纤端面与该悬臂梁的金属面构成腔长可调的法珀腔，对悬臂梁的振幅进行解调可得到气体的吸收光谱，进而获得被检测痕量气体的浓度。该装置具有廉价、体积小、结构简单、使用方便、机动性强、探测灵敏度高、具备野外环境工作能力等优点，可以广泛用于多种或多组分痕量气体成分和浓度的远距离探测。