本发明提供了一种测量非线性晶体热透镜焦距的装置和方法，装置包括非线性晶体、光学谐振腔、单频激光器、功率调节器、分束器、光电探测器、示波器、信号发生器、高压放大器。所述非线性晶体放置在光学谐振腔的最小腰斑处；单频激光器的输出光经功率调节器后注入到光学谐振腔中；分束器将光学谐振腔输出的倍频光和基频光分离；基频光注入到光电探测器，用示波器记录得到光学谐振腔的透射谱；由信号发生器产生低频信号，经高压放大器放大后加载于粘连在腔镜的压电陶瓷上。本发明根据记录的透射谱测量得到光学谐振腔谐振频率的偏移量，根据公式计算得到非线性晶体的热透镜焦距。该装置和方法简单、操作方便、测量结果准确，具有较高的实用价值。