本发明公开了一种多锥段深孔零件的廓形测量装置及方法，所述测量装置包括腔体、轴向进给机构、轴向检测机构、孔径测量机构和驱动电机。本发明采用了圆柱式的集成测量结构，关键结构都收藏在左右端盖以及罩壳组成的腔体内，测量装置整体结构简单紧凑，体积小。本发明采用了丝杠螺母副驱动装置与花键轴驱动装置相配合的方式，整体结构刚性好，驱动行程大。采用轴向检测装置及时记录反馈轴向位置的变化，轴向进给精度高。本发明采用的孔径测量机构具有轴向和周向两个自由度，结合轴向移动机构、轴向检测机构相配合的方式，实现了通过一次测量装置的位置调整，得到深孔零件各锥段的锥度以及孔径内各深度的圆度、直径等几何量。