本发明公开了一种模块化直线度在线测量装置，包括基座、罩体和直线度测量单元，所述基座的中部设有凸台，凸台的上部设有水平的凸台面；所述直线度测量单元的一侧活动设置在凸台面和罩体之间，且直线度测量单元与凸台面相配合，直线度测量单元的另一侧设置在罩体的外侧；所述罩体设置在基座的上部。本发明基座、外罩、前端端盖、后端端盖和侧面密封条构成了在线测量装置的基准单元和防护单元，凸台面用作直线度测量的基准，测微仪安装座和电容测微仪组成了在线测量装置的采样测量单元，基准单元与采样测量单元的相互配合有效完成了直线度的在线测量；防护单元避免了基准面的污染，因此更加适应于机床加工过程中的切削液和油雾的环境。