本发明是一种快照式高通量的偏振成像方法和偏振成像仪。偏振成像仪包括前置光学成像系统、微透镜阵列和阵列式偏振成像探测器，微透镜阵列置于前置光学成像系统的成像面，阵列式偏振成像探测器置于微透镜阵列的焦平面上。阵列式偏振成像探测器由CCD探测器阵列和线偏振片阵列耦合而成，每个线偏振片对应一个CCD探测器像元。目标发射或反射的不同方向光经过前置光学成像系统成像于某个微透镜上，该微透镜将接收到的目标不同方向的光分散到阵列式偏振成像探测器的各个像元上形成子图像，最终获得目标各个偏振角度图像。本发明具有一次曝光就可获取目标多个偏振角度图像的优势，可应用于快速变化或移动目标的监测与追踪中。