本发明涉及的是一种基于光纤光栅复合材料热膨胀系数测量装置和测量方法，属于测量技术领域。该装置由夹具（5）、标准试样块（7）、待测复合材料块（6）和光纤光栅传感器（8）组成；其中光纤光栅传感器（8）的一端与标准试样块（7）的自由端固定，另一端与待测复合材料块（6）的自由端固定。光纤光栅传感器、待测复合材料块、标准试样块放入温控箱中，受热发生膨胀，由于两者变化程度不同，将对光纤光栅传感器产生拉力作用，引起光栅中心波长发生变化。结合光纤光栅应变灵敏特性和相对测量方法，可以实现复合材料不同长度区间热膨胀系数的精确测量。