本发明公开了一种数控加工工件厚度测量方法及装置，适合数控加工过程中在线厚度测量。测量方法为：首先在毛坯上面制作一个存放耦合剂的圆形槽，制定检测点并提取其坐标，规划检测路径，并生成数控程序，传入数控机床，控制机床运动，每运动到一个点，终端处理器自动触发超声波测头进行测量，最后将测量数据传入终端处理器。该测厚装置由刀柄连接装置、超声波探头、数据传输线、终端处理器构成。其中刀柄连接装置一端与超声波测头相连，一端与机床主轴的刀柄相连，实现测头的数控运动。终端处理器可以是数控系统的PC机，也可以与数控系统的PC机相连。本发明实现了数控加工工件厚度在线自动化测量，大大提高了厚度测量效率。