本发明涉及一种燃气轮机叶顶间隙三维流场测量装置及方法，属于光学测量技术领域。装置包括：光源，发射光束，并通过分束器将该光束分成照明光路和参考光路；弧形缝隙调节机构，设置在照明光路上，将照明光束调整为与叶顶间隙形状相适应的弧形光束，并入射到叶顶间隙内；合束器，将叶顶间隙被照明的示踪粒子散射的信号光与参考光路上的参考合成为一束合成光；相机，设置在合成光的光路上，用于记录示踪粒子的相干图像；处理器，用于处理示踪粒子相干图像，反演示踪粒子三维位置，并计算叶顶间隙三维流场。实现了燃机叶顶间隙狭小复杂流道的三维流场测量。