本发明是一种基于半自然热电偶测量加工区域温度场的装置与方法，其中测量装置包括外部绝缘的金属丝、数据采集卡和带有数据采集软件的数据采集装置；被加工工件采用导电材料制成；且表面阵列加工有若干通孔，金属丝穿过通孔并与通孔一一对应；被加工工件通过导线与数据采集卡模拟信号输入端连接；若干根金属丝分别与数据采集卡相应的模拟信号输入端连接，用于与被加工工件的输入形成差分输入；数据采集装置用于将数据采集卡输出的被加工工件和每根金属丝之间的电势差数据转换成温度信号，最终由数据采集装置绘制得到加工区域的温度场云图。该装置和方法可简便，快速，稳定，准确地测量出如铣削、磨削等加工过程中加工区域温度场。