本发明公开了目标靶镜调节装置及调节方法和直线度测量装置，其中的目标靶镜调节装置包括两个目标靶镜、调节模组，调节模组包括设置在基座上安装部、与基座转动连接的活动部及调节机构，调节机构包括基座、调节螺杆，调节螺杆上间隔设有螺距不同的第一螺纹段、第二螺纹段；两个目标靶镜分别设置在安装部和活动部上，活动部的一侧设有连接杆，连接杆一端与第二螺纹段相连接，连接杆的第二端与活动部形成可移动的转动连接，第一螺纹段与基座螺纹连接。转动调节螺杆，活动部相对安装部转动一个精细的调整角。本发明可增大调节范围，有利于提高调节精度，方便调试人员的操作，提升直线度测量装置的测量精度。