本发明公开了一种电池膨胀位移和温度原位测量装置，其包括：固定装置，安装有若干个环绕电池预设位置的传感器夹具；夹紧装置，安装在所述固定装置上，用于分别夹持电池的两个相对端面，使得电池固定在电池预设位置；所述夹紧装置包括用于夹持圆柱形电池的圆柱形电池夹紧装置以及用于夹持方形电池的方形电池夹紧装置；测量装置，包括若干千分表和/或红外温度传感器，分别安装在所述传感器夹具上，用于测量电池侧面的温度和位移。该装置可同时测量多尺寸圆柱形电池在工作过程中的径向位移或表面温度的原位测量。采用特殊的夹具可适应不同尺寸的电池。