本发明涉及热流密度测量技术，尤其涉及一种燃烧室壁面实时热流密度测量装置及测量方法，主要解决了现有技术测量燃烧室壁面的热响应时间久、测量精度低且无法实时测量的技术问题。本发明装置包括燃烧室壁、测量孔、测量组件以及固定限位组件；燃烧室壁上设置测量孔；测量孔内放置热电偶；热电偶与测量孔底部接触；固定套筒套在热电偶上，热电偶固定板上设置有限位孔；热电偶固定板与燃烧室壁固连，将固定套筒压紧固定在燃烧室外壁面和热电偶固定板之间，将弹簧压缩在挡块和热电偶固定板之间。固定套筒、弹簧、挡块以及热电偶固定板组合形成一种弹簧补偿式热电偶固定法。同时，本发明还提供了一种燃烧室壁面实时热流密度的测量方法。