一种碱金属气室内部热分布与热稳定测量装置，有利于为惯性以及磁场的测量装置灵敏度的提升提供技术支持，包括位于碱金属气室左侧方向的驱动激光器，在所述驱动激光器与所述碱金属气室之间设置有消偏振分光棱镜，所述碱金属气室的右侧方向设置有出射阵列式光电探测器，所述消偏振分光棱镜将所述驱动激光器发射的检测激光分成两束，其中一束经过所述碱金属气室的内部被测点到达所述出射阵列式光电探测器，另一束到达入射阵列式光电探测器，所述入射阵列式光电探测器得到所述被测点的入射光强信号值Ii，所述出射阵列式光电探测器得到所述被测点的出射光强信号值Io，通过包含有Ii，Io，以及所述被测点温度T的关系式解算得到所述被测点的温度值T。