本申请公开了一种测振测温装置及其信号处理方法，其中，装置包括：激光测振组件、红外测温组件和信号处理组件，激光测振组件用于针对待测物体发射测量激光，并根据测量激光得到的参考光束和测量光束获得干涉光束，干涉光束转换可以得到两路光电信号；红外测温组件可以将待测物体的红外辐射能量转换为温度电信号；信号处理组件，用于对两路光电信号进行非线性误差矫正，并解调得到待测物体的振动信息，并对温度电信号进行温度信息还原，得到待测物体的表面温度。由此，解决相关技术中通过多个传感器进行接触测温与测振，无法保证测量时间和测量点的一致性，导致测量的准确性较差，且测量的灵活性差，操作复杂，用户体验较差等问题。