本发明公开了一种三维空间位置连续变化组合测量装置及测量方法。该装置包括：定位传感器、三向倾角传感器、连续变形测量管、固定模块、应变传感光纤和数据采集处理模块，所述定位传感器、三向倾角传感器、连续变形测量管通过所述固定模块直接或间接固定在被测目标上，所述应变传感光纤布设在所述连续变形测量管上，所述数据采集处理模块用于接收所述定位传感器、所述三向倾角传感器、所述连续变形测量管的采集数据，计算确定被测目标在三维空间的位置连续变化值。本发明可实现对目标进行三维空间位置连续变化测量，可覆盖被测目标全长，可完整获取平移、转动、变形三类位移分量，测量结果信息完备，避免了监测盲区，提升了结构安全监测水平。