本发明公开了一种集成激光测量与超声探伤的测头装置及其测量方法。现有几何量测量与探伤分步进行、检测过程繁琐。本发明包括前面板、后面板、步进电机、主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第一组件、激光发射器、第二组件、激光超声波接收器、固定座和激光位移传感器；步进电机驱动主动齿轮，主动齿轮与第一传动齿轮啮合；通过传动比为1的第一传动齿轮和第二传动齿轮传动保证激光发射器与激光超声波接收器的同步反向运动，实现对激光位移传感器测量点的实时跟踪。本发明集成激光测量与激光超声探伤于一体，解决了现有技术中将几何量测量与探伤分步进行、检测过程繁琐的问题，降低了检测的时间成本。