本发明公开了一种基于脉冲光调制的光时延测量方法，用单频微波信号对光脉冲信号进行强度调制，并以生成的光载微波信号对待测光链路进行探测；对探测光信号进行光电转换，并从转换后的电信号中提取出单频微波信号的同频分量；在光脉冲信号的脉宽时间内对单频微波信号以及单频微波信号的同频分量同时进行数字化采样，并在数字域得到两者之间的相位差；以光脉冲信号的发出时刻至采样时刻之间的时间作为待测光链路的光时延粗测值，并基于光时延粗测值解算出整周模糊度，进而解算得到待测光链路精确的光时延。本发明还公开了一种基于脉冲光调制的光时延测量装置。本发明具有测量速度快，结构简单，实现成本低,不易受环境影响的优点。