本发明公开了一种高能效电容阵列逐次逼近型模数转换器及其转换方法，模数转换器包括电容阵列数模转换器、比较器和逐次逼近开关控制器，所述电容阵列数模转换器的输出端与比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与逐次逼近开关控制器的输入端连接，所述逐次逼近开关控制器的输出端与电容阵列数模转换器的开关控制端连接，且本发明提出的模数转换方法在第１、２次比较电容阵列不消耗能量，第３次至第Ｎ次比较中，参与转换的电容总电容值为２ｉ?１个单位电容Ｃ，其中，ｉ为３≤ｉ≤Ｎ的自然数，每次比较电容阵列消耗的能量均比传统结构消耗的能量小，能够有效减小电容阵列的平均开关功耗。本发明可广泛应用于集成电路领域。