本发明公开了一种热膨胀测量仪装置及使用方法,热膨胀测量仪包括位于气浮导轨上的两个移动滑架、位于气浮导轨一端的激光干涉仪、位于气浮导轨下面用于放置试样的三自由度微调平台及五部分组成,位于气浮导轨一端的激光干涉仪在测量过程是固定的,三自由度微调平台用于保证试样与气浮导轨平行,测针分别固定在两个气浮滑架上用于将试样的热膨胀量转化为气浮滑架位移量,两个气浮滑架上分别固定有分光镜及反光镜组用于测量气浮滑架位移量。本发明解决了现有装置测量热膨胀困难,或者精度不高的问题。