本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种基于相反高轨道角动量光束位移差测量温度的传感装置，包括按光路设置的激光器、准直扩束系统、空间光调制器、双波长测量系统、传感单元和测量单元。空间光调制器依次加载携带相反拓扑荷数的涡旋光相位图，输出相反高轨道角动量光束，经传感单元所在的双棱镜结构透射，依次测量它们的透射光束之间垂直于入射平面方向上的相对横向位移差，该位移差对样品区温度敏感，且该位移差会随着探测光的正反拓扑荷数的增加而增强，实现样品区域高灵敏的温度传感。该方法与装置设计简单，控制精度高，测量角度范围广，对样品区周围温度的响应效果增强，测量灵敏度高，并且可应用于其他测量和传感技术。