本发明公开了一种时间分辨光谱快速测量系统及方法，所述系统包括：脉冲激光模块、样品台模块、控制电脑模块、探测器模块、光谱仪模块和多路延时模块，其中多路延时模块，用于将样品台模块中的样品产生的信号光分束，形成多个光路；在每个光路中添加不同光程，以延长样品产生的信号光到达探测器的时间；通过使每个光路中的信号光到达探测器的时间不同，以实现多路延时。本发明通过在系统中设置多路延时模块，能够并行测量多个延时窗口的光谱，提高了时间分辨光谱的测量速度，同时降低了测量误差。