本实用新型涉及一种用于检测加速器射线的双层多腔电离室，包括上、下两层相互绝缘的9个腔；其中，上层设置有5个腔，包括1个中心腔和4个扇形角腔；下层腔设置有4个角腔；每个腔内设置有相互绝缘的高压极和收集极，高压极和收集极之间具有电离气体。本实用新型提供的双层多腔电离室具有结构紧凑，易于安装的特点；且能快速确定射线能量并检验剂量分布的对称性，可以大幅简化医用加速器射线检查的流程，甚至可以实现设备周检，对医用加速器稳定、准确的运行提供保障。