本发明公开了一种同时测量内孔和平面的测量机构，包括安装框架、旋转电机、气浮轴承及测量单元；测量单元包括安装在气浮轴承的气浮轴承内圈转子上端盖上的过渡连接板、安装在过渡连接板上的导轨、安装在导轨滑块上的主体安装块及竖直安装在主体安装块端部的主体安装杆，以及均安装在主体安装杆上的内孔检测单元和平面测头。旋转电机带动气浮轴承内圈转子转动，内圈转子带动上端盖及上端盖上面的导轨、滑块及主体安装杆转动，从而带动主体安装杆上的测头进行平面和内孔的同时检测，整个过程只需要用到两支传感器进行采样即可，提高了精度、降低了成本。