本发明公开了一种基于摄影测量的孔轴线测量装置及方法，包括规格不同的第一辅助测量装置和第二辅助测量装置，所述第一辅助测量装置和第二辅助测量装置的下端均为与待测孔完全贴合的半球形结构，且上端均设置有反光标志点。将第一辅助测量装置置于孔口，辅助装置与孔口完整贴合，多次转动第一辅助测量装置，并通过摄影测量方法获得辅助装置上的标志点位置，进而获取第一辅助装置旋转中心O1；更换第二辅助测量装置，重复上述操作再次得到旋转中心O2，两个旋转中心连线即为孔轴线。本发明通过两种不同直径规格的半球以及摄影测量标志点捕捉孔轴线上的点，拟合得到孔轴线，具有较好的精确性和通用性。