本发明涉及燃料组件检测技术领域，尤其涉及一种燃料组件在线测量装置，包括可拆卸地安装在测量工位处的固定基座、安装在固定基座上的夹持杆以及沿夹持杆的轴向间隔地安装在夹持杆上的与待测燃料组件上的多个待测部位一一对应的多个测头，每个测头均包括向对应待测部位的待测面投射激光的激光发生器和采集投射有激光的待测面图像的图片采集器，所有激光发生器和图片采集器均与控制器相连接。还涉及一种燃料组件在线测量方法，采用上述燃料组件在线测量装置，主要是由激光发生器向待测燃料组件待测部位的待测面投射激光，由图片采集器采集投射有激光的待测面的图像，由控制器对测头的工作数据进行处理分析。测量准确且测量精度高。