本发明涉及一种低温设备关键组件低温型面原位测量系统及方法，以解决低温设备在冷态测试时出现问题，因低温下设备表面产生冷凝或结霜无法进行测量，在温度回归后故障消失，无法查找故障原因的技术问题。该系统中的测试单元包括机器人测量单元、液氮低温冷却单元及罩设在上述两个单元上的透明隔热罩；机器人测量单元包括机械臂及设置在机械臂前端的测量仪；液氮低温冷却单元包括液氮贮槽；该系统中的低温液氮供应系统用于向液氮低温冷却单元提供低温液氮。该方法包括1、常温测量；2、将待测件浸没在充有液氮的液氮贮槽至冷透；3、使用氮气对透明隔热罩中的空气进行吹除；4、排出低温液氮；5、无水测试；6、测试后处理。