本发明提供一种能够准确地测量试样厚度的厚度测量装置及厚度测量方法。厚度测量装置具有：第一透光构件，其具有第一参照面；第二透光构件，其与第一透光构件相向设置，具有第二参照面；第一投光部，其经由第一参照面向设置在第一透光构件和第二透光构件之间的试样照射来自光源的光；第一受光部，其接收来自第一参照面的反射光，并且经由第一参照面接收来自试样的反射光；第二投光部，其经由第二参照面向试样照射来自光源的光；第二受光部，其接收来自第二参照面的反射光，并且经由第二参照面接收来自受光试样的反射光；分光部，其对由第一受光部接收的反射光和由第二受光部接收的反射光进行分光。