本申请公开了一种基于旋转双棱镜的光学系统畸变测量装置及方法，属于光学系统测量技术领域，本申请采用二维直线运动机构和旋转双棱镜组件代替多维转台实现视场变化、光束平移和光束偏转控制，避免了多维转台运动误差；二维直线运动机构实现平行光管的平移运动，平行光管无需进行俯仰状态变化，从而避免了平行光管俯仰角度变化带来的安全风险；旋转双棱镜组件实现平行光束偏转控制，具有结构紧凑、转动惯量小，能够实现大口径光束大角度偏转等优点，提高了测量精度和可靠性。