本发明公开了一种高精度大气透过率测量装置及测量方法，主要包括：激光器、光纤切换开光单元、光纤、光纤衰减器、光纤准直器、脉冲发生器、探测器单元、锁定放大器、信号处理单元系统。其特征在于：基于光纤的高速光开关调制、相敏检测系统，通过光纤完成各光学功能模块的高效率耦合，实现光源光强的实时监测、测量光路和参考光路的单探测器通道检测，消除了光源强度变化带来的影响，消除了双通道上不同探测器、放大电路的不一致性带来的测量误差，极大的提高了系统测量精度；整个系统主要采用光纤连接结构，安装调试简易，避免了复杂的光路调试，增加了系统的稳定性和抗干扰能力，提高了装置的适用性；并采用基于相关原理的相敏检测技术提取微弱光信号，提高了信噪比，实现了长距离基线上的大气透过率精确测量。