本发明公开了一种康普顿背散射墙体空鼓检测系统,包括阵列探测器和控制器,还包括一准直器和一罩体、一二维平移机构。本发明用圆环形的阵列探测器探测伽马射线与墙体中的物质相互作用产生康普顿背散射信号,根据背散射信号差异检测出墙体中的空鼓,可利用阵列探测器的数据与二维平移机构的位移数据相互匹配,进一步定量测量墙体空鼓的具体位置和空鼓大小,即实现墙体空鼓的定量测量。用户可自由选择手持和自动化两种检测方式,采集到的信号和处理数据可实时传输到手机等终端机,实现空鼓在线和离线检测。本发明的检测系统及检测方法,在提高空鼓检测效率的同时兼顾特殊位置的空鼓检测,兼具便携性和易操作性,利于设备推广使用。