为了解决因水下高光谱数据采集困难、通道多、信噪比差的特点致使高光谱成像设备难以在水下应用的问题，本发明提供了一种水下高灵敏光谱成像装置及成像方法，装置包括通讯控制组件以及与通讯控制组件均相连的光源组件、光学组件、CCD探测器和图像存储处理组件；光源组件的出射光束中心方向与光学组件光轴间有一定夹角，光源组件视场与光学组件视场在目标物处重合或大于光学组件视场；像增强器组件用于对微弱光信号进行倍增放大；CCD探测器用于接收像增强器组件的输出信号；图像存储处理组件用于接收、存储和处理CCD探测器探测到的图像，得到需调整的组件参数，将该组件参数传输给通讯控制组件。本发明能够减小图像噪声，提高图像信噪比。