本申请公开了一种车轮定位装置，包括对中台和定向机构，定向机构设置在对中台上，当车轮放置在对中台上后，定向机构的中心能够与车轮的中心对准；定向机构包括升降机构、旋转机构和定向盘，定向盘上至少偏心设置一个定位销，升降机构与定向盘连接并用于驱动定向盘升降，旋转机构与定向盘连接并用于驱动定向盘绕自身中心轴线旋转；定向时，旋转机构带动定位销在车轮的定位孔和减重孔之间来回移动，升降机构带动定位销与车轮接触或分离，最终使得定位销插入到至少一个定位孔中并带动车轮旋转至设定角度。本申请还公开了一种车轮定位方法。本申请能够低成本地对车轮进行高精度的定位。