本发明属于光学测量领域，涉及一种中红外超快光信号高速实时采样与测量装置及方法。解决目前中红外波段的探测器无法满足中红外超快光信号探测需求的问题，装置包括域放大单元及探测单元，利用时域放大单元对入射至时域放大单元内的信号光进行采样和时域放大，将中红外波段的信号光转化为近红外/可见波段；利用探测单元接收并记录时域放大单元处理后待测信号光的信息，实现中红外超快光信号的高速实时采样与测量。能够准确获得其亚皮秒瞬态特征，突破了传统光电探测器响应速率和示波器带宽等能力限制，适用于飞秒级中红外超快光信号。