本申请提供了一种哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置。该哈特曼测量装置包括光源准直部件和哈特曼波前传感器。光源准直部件用于将光源产生的光束准直以形成平行光束，并将平行光束直接或间接射向晶圆的待测表面；哈特曼波前传感器用于接收从晶圆的待测表面反射后的检测光束，并将检测光束转换成多个光点，以根据多个光点和多个光点对应的正入射光点之间的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。本申请的技术方案能够降低测量装置的结构复杂性和成本，且保证测量过程中不损伤晶圆的待测表面。