本发明提供一种基于多波长光源的矩阵向量乘法器及其运算方法，解决现有矩阵向量乘法器结构不易实现的问题。该矩阵向量乘法器包括依次设置的多波长光源、光调制器、延迟色散元件、功率分束器、波长解复用器阵列、可调光衰减器阵列、波长复用器阵列和探测器阵列；波长解复用器阵列包括N个波长解复用器；可调光衰减器阵列包括N×N个可调光衰减器；波长复用器阵列包括N个波长复用器；探测器阵列包括N个探测器。与传统光子计算相比，本发明所提出的矩阵向量乘法器具有高性能、高可实现性、易于集成等优势。