本发明属于轨道交通领域，公开了一种车轮周不圆度的测量方法，能够在不需要将车轮抬离钢轨的前提下，对车轮周的不圆度进行准确地测量，首先，在车轮外部设置与车轮同轴的测量圆周面，然后，在测量圆周面等距设置三个测距传感器；接着，建立与中间测量长度、两个边缘测量长度以及车轮周不圆度相关的测距关系模型；最后，基于中间测量长度、边缘测量长度以及测距关系模型得到车轮周不圆度，即车轮周不圆度是根据测距传感器的等距关系及三个测量长度通过几何运算求出。本发明还公开了一种车轮周不圆度的测量机构，用于实施上述的车轮周不圆度的测量方法，包括测量组件和与测量组件信号连接的上位机，测量组件包括如上述的三个测距传感器。