线性调频双光束激光外差测量金属线膨胀系数的装置及方法，涉及工程领域。本发明是为了解决现有的测量方法的测量误差大、测量精度低的问题。本发明包括线性调频激光器、第一平面反射镜、会聚透镜、薄玻璃板、第二平面反射镜、光电探测器、信号处理系统和电热炉，第二平面与薄玻璃板相互平行并等高，采用经线性调频后的激光以入射角θ₀斜入射至薄玻璃板上，光电探测器输出光电流经傅里叶变换后获得外差信号频率，获得薄玻璃板和平面反射镜之间的距离d，距离的变化量Δd等于待测金属杆的伸长量Δl，数显温控仪读取温度显示值，通过金属线膨胀系数公式获得金属线膨胀系数α。它可用于超精密测量、检测、加工设备和激光雷达系统中。