一种测量双折射单轴晶体波片厚度的方法和装置，该方法包括以下步骤：①将待测波片置于透射轴方向平行放置或正交放置的起偏器和检偏振的光路之中，构成一个“三明治”式结构；②转动待测波片的光轴方向与起偏器的透射轴夹角为π/4或 3π/4；③开启白光光源，出射的连续波长的平行光束依次通过限束光阑、起偏器、待测波片、检偏器和分光镜后，经光谱仪接收，并由计算机进行数据处理，得到一条光谱分辨归一化透射率曲线；④取所述的光谱分辨归一化透射率曲线上两个峰值点处对应的波长数值λ得待测波片的厚度D。本发明的测量方法属于非接触测量，使用方便，经试用证明其测量精度高，厚度测量误差可优于0.1μm。