一种真空温度场测量装置，应用于热成像技术领域，包括：被测物体上布置有测量基准，接触式测温元件连接测量基准，并通过真空导线穿过真空腔体与接触式测温信号处理模块连接，以使接触式测温信号处理模块获取测量基准的标称温度值，真空腔体的一腔壁上开设有红外窗口，红外热像仪透过红外窗口测量测温基准的实测温度值和被测物体表面每个像素上的实测温度值，数据处理模块根据测量基准的标称温度值和实测温度值，以及被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到被测物体的二维温度场。本申请还公开了一种真空温度场测量方法，既能实现真空中面测量，又能提高温度场的测量精度。