本发明提供了高精度地温梯度自动化测量设备及方法，包括地温梯度测量设备和自动化控制装置；所述地温梯度测量设备包括压力温度传感器、测量钢丝、测绳控制装置、电动机和电动机固定装置；所述压力温度传感器通过测量钢丝与测绳控制装置相连，测绳控制装置与用于驱动其转动并牵引测量钢丝的电动机相连，电动机支撑安装在电动机固定装置上；所述自动化控制装置包括用于为电动机提供电源的自动化控制装置电源以及用于计时的自动计时装置。此方法基于Compact CTD测定技术，不仅能够实现地温梯度的高精度测量，还可以进行数据的自动记录，并提出相应数据整理方法，进而快速获得钻孔温度‑深度曲线信息。