本公开涉及深海采矿技术领域，提供一种海底沉积物孔隙度原位分层测量装置及其测量方法，包括：取样器框架、导杆、电阻率测量模组、声学测量模组和密度测量模组；取样器框架包括顶板和支腿，支腿设置于顶板底部，导杆可滑动地连接于顶板朝向支腿的一面上，导杆为可伸缩结构，导杆上设置有电阻率测量模组、声学测量模组和密度测量模组；沿导杆，电阻率测量模组、声学测量模组和密度测量模组依次设置。该装置的密度测量模组能够实时测量海底沉积物的密度，充分利用电阻率测量模组和声学测量模组测量结果较为准确的沉积物深度区间，获取的海底沉积物的特性数据，可为深海采矿过程中的环境扰动评估提供依据。