本发明公开了一种脉冲场质子能谱测量仪，依次包括质子能谱信息转换模块、发光图像传输成像模块和质子发光图像记录模块，质子能谱信息转换模块用于将入射的质子能谱信息转换为发光强度的空间分布，发光图像传输成像模块能够保持发光强度空间分布规律地传输发光图像，并使各个空间位置出射光的收光立体角相同，质子发光图像记录模块用于实时记录发光图像传输成像模块出射的发光图像。采用以上技术方案，能够实时记录质子能谱信息转换形成的发光图像，从而能够根据质子能谱重建算法实现闪烁图发光图像到质子能谱的反演，获得实时质子能谱数据，满足对质子能谱实时在线测量的需求，不仅测量精度高，而且稳定可靠。