本发明公开了一种温度均匀化模块、标定设备及标定方法。其中，该温度均匀化模块包括均温腔体和传感器固定组件，均温腔体为多层腔壁的圆柱体结构，多层腔壁将均温腔体分隔为同轴由内向外排列的标定腔和多个匀化腔，每个匀化腔的上部均开设有液体流通口，液体流通口上设有与其相互配合并可拆卸的堵头，标定腔的上部开设有槽口，且标定腔和多个匀化腔内均填充有液体介质；传感器固定组件包括标定腔盖板和传感器分布片，标定腔盖板密封设置在槽口上，标定腔盖板底部固定连接有传感器分布片，传感器分布片上设有多个安装孔；标定腔盖板的上部设有开口可调连接件。本发明可提高标定用液浴温度场的时间稳定性和空间均匀性。