一种热态筒节在线尺寸测量装置及其方法，包括：数据分析模块和与之相连的直径测量系统、壁厚测量系统和转速测量系统，其中：两个壁厚测量系统分别相对设置于筒节的两端，转速测量系统及直径测量系统设置于筒节的一侧，数据分析模块对转速测量系统连续采集的筒节图像进行特征点的位置变化率计算得到筒节转速、根据直径测量系统测得的实时温度数据和转角数据计算得到筒节直径和顶部位置、根据壁厚测量系统测得的实时光路总长或遮挡光路数计算得到筒节壁厚；本发明可实时测量热态筒节的尺寸，误差小，满足测量需求，且能得到所测直径的具体位置，为轧制的精细化提供准确信息。