本发明提供一种光轴的角度测量校准装置及其方法，属于光学检测技术领域。光轴的角度测量校准方法，通过依次使用第一差动共焦测量系统和第二差动共焦测量系统对非球面标准透镜进行测量，获取上表面和下表面的倾斜角度信息和位置信息，根据信息构建函数模型并求解，根据求解结果调整光轴的位置和角度，实现光轴的角度测量校准。本发明的技术方案，精确求解差动共焦测量系统光轴的空间向量以及焦点的空间坐标，根据求解结果有效准确调整光轴的位置与倾斜角度，利用建立的函数模型和数据分析方法，进行精确测量，真实反映被测物表面的实际情况，从而降低测量结果的随机性和误差。