本发明公开了一种相移量实时在线测量装置及方法，该装置包括Wollaston棱镜、可移动透镜、偏振片和图像传感器。该发明根据Wollaston棱镜的偏振分光特性，将从偏振干涉测量光场分离出的共路传输正交偏振光变为偏振方位相互垂直、传输方向有一定夹角的两束光波，经可移动透镜合束后，通过偏振片将二者投影到相同偏振态，最后由相移量测量数字相机采集得到空间载频干涉条纹。利用相移量测量相机与干涉测量系统自身携带的相机同步地采集相移干涉条纹图，即可利用相移量测量数字相机采集得到的空间载频干涉图高精度地提取出与测量光场同步的相移量。从而消除相移与标称值不符而产生的相位测量误差，大幅度提高相移干涉测量的精度。