本发明涉及一种带基底介质薄膜的热扩散系数测量方法及装置，方法包括：制备带基底样品，对基底表面沉积介质薄膜，并进行金属化处理；在介质薄膜内产生均匀分布的电场；施加激光脉冲作用于介质薄膜，采集介质薄膜产生的热响应电流；构建介质薄膜‑基底的热传导模型；调整热传导模型中介质薄膜的热扩散系数，计算得到对应的仿真响应电流，直至仿真响应电流与热响应电流的拟合度达到预设值，将此时热传导模型中设置的介质薄膜热扩散系数作为测量结果，得到介质薄膜的热扩散系数。与现有技术相比，本发明能够对亚微米到微米级的带基底材料的介质薄膜的热扩散系数进行快速准确测量，提供了一种简单有效的瞬态测量手段。