本发明公开了一种基于光子技术实现多普勒频移测量的方法及装置。连续的激光光源经耦合器分成两支路，一路首先进入到载波抑制型单边带调制模块中被发射的微波/毫米波信号调制，产生的单个光边带进入到电光调制器中被反射回的、含有多普勒频移信息的微波/毫米波信号调制；第二路进入到声光调制器中产生一定的光学频移；所述的两路输出合并后进入到低速光电探测器，拍频产生低频射频信号；通过对产生的射频信号进行频谱分析，即可得到多普勒频移量及方向。该发明基于光子学技术，结构简单，整个测量过程与待测微波/毫米波信号载波频率无关，能够在宽频段范围内实施多普勒频移测量。