本发明公开了一种水体表观光谱二向性自动测量装置及方法，装置包括总控系统、观测几何自动调整系统、全球定位系统、多角度光学测量系统；总控系统分别通过电缆与观测几何自动调整系统、全球定位系统、多角度光学测量系统连接，多角度光学测量系统安装在观测几何自动调整系统上；方法包括安装部署、位置信息输入、实时时间信息输入、太阳方位角计算、观测几何自动调整、多角度光谱采集；本发明能轻松实现若干个观测方位上的水体表观光谱的自动测量，严格调整观测角度，并行采集光谱数据，保证了观测方位上的光谱数据的同时性、同步性，大大提高了不同观测角度采集的光谱数据的匹配性，为水体表观光谱二向性研究提供高质量、高品质的现场观测数据。