本发明公开了一种双层薄壁结构配合间隙超声测量装置与方法，属于超声测量技术领域。该装置将电磁超声探头固定在夹钳式固定支架上，并集成到机器人上，通过对机器人离线编程实现电磁超声探头在双层薄壁结构复杂曲面母线上的扫描运动；在测量过程中，利用电磁超声探头间距、双层薄壁结构内外层厚度、电磁超声探头与内外表面提离距离解算得到双层薄壁结构配合间隙。本发明克服了双层薄壁结构难以接触部分配合间隙测量难题，采用电磁超声非接触测量方法，解算出配合间隙，在保证测量精度的基础上提高了检测效率，减少劳动强度，实现了双层薄壁结构配合间隙的快速测量。