本发明公开了一种温度传感器动态响应校准装置及阶跃时间测量方法，包括恒温恒速水槽、支撑架、机械臂、数据记录仪；所述支撑架套装在恒温恒速水槽上方，机械臂安装在支撑架上；所述机械臂底端安装有温度传感器，温度传感器通过引出线与数据记录仪连接；所述恒温恒速水槽包括旋转筒体和静置筒体，旋转筒体套装在静置筒体外部；所述数据记录仪设置有第一导线、第二导线、第三导线和第四导线，第一导线设置在恒温恒速水槽中，第二导线与温度传感器相连，第三导线与支撑架相连，第四导线与机械臂相连；本发明能够对温度传感器进行动态响应校准，准确测量产生阶跃温度的时间，判断温度阶跃时间与传感器时间常数的关系，保证校准结果有效。