本发明公开了一种内凹型工件的内表面整体三维轮廓测量装置及方法，包括：用于同时生成环形光和准直光的光生成模块，且环形光的传输方向垂直于被测样件的对称中心轴，准直光的传输方向平行于所述被测样件的对称中心轴；用于接收第一反射光并生成第一物像的第一反射光检测模块；用于接收第二反射光并生成第二物像的第二反射光检测模块，以及用于根据第一反射光集获取内凹空间侧面轮廓和根据第二反射光集获取内底面轮廓的控制处理模块。本发明的目的在于提供一种内凹型工件的内表面整体三维轮廓测量装置及方法，有效解决了原各种单探头角度适应性不足，系统结构复杂等问题。