本发明公开了一种光学位移测头空间姿态自校准方法与装置。本发明通过光学位移测头扫描标准台阶量块获取测量数据，并通过测头自身的扫描数据标定并校准测头自身空间姿态的自校准方法与装置，该方法结合基于直线促动器的位姿调整机构，可根据扫描结果计算出光学位移测头的俯仰姿态误差及偏摆姿态误差并自动进行校准，实现如光谱共焦传感器、激光干涉仪位移传感器等精密光学位移测头的全自动化空间姿态标定，对于提升集成这类测头的三维形貌仪、非接触轮廓仪等仪器的测量精度与使用效率具有重要意义。本发明可快速有效消除探头的姿态误差，从而提升这类检测系统的测量精度。