本发明公开了一种自动调平高精度测量仪及测量方法，用于测量建筑物、大型构件类设备的沉降值和水平位移值。该测量仪包括调平系统、主控系统和电子水准尺，其中调平系统包括吊杆、激光器、下摆部分及阻尼系统，激光器与下摆部分成90度固接，激光器与吊杆通过吊点连接；主控系统包括主机控制系统、通信系统和旋转电动机，用于完成主机和电子水准尺上从机的通信，并控制激光器的转动及发射；电子水准尺包括水准尺、成像系统、升降电动机，其中成像系统由透镜、图像传感器及控制模块组成。该测量仪利用下摆部分静止时重心竖直向下的特性完成激光器的自动安平，使激光器射出水平准直激光光束到固定的水准尺上的成像系统并完成竖向及水平位移测量。