本发明公开了一种面尺度水面温室气体排放通量测量装置及方法，测量装置包括搭载在无人船上的动态室，动态室包括控制系统和试验系统；试验系统的一侧安装有第二气管；试验系统内设有温度传感器、气压传感器和风扇；控制系统内布置有第一气体采集袋和第二气体采集袋。本发明在测量时，空气由第三气管进入到第一气体采集袋中；在第一真空泵的作用下，空气由第一气管进入试验系统与水体排放的气体混合后，在第三真空泵的作用下由第四气管进入第二气体采集袋；由测得的第一气体采集袋和第二气体采集袋的浓度计算得出温室气体水面排放通量。本发明实现了面尺度气体自动采集，解决了传统静态箱测量时长增加引起的密闭室体内气体浓度累积的问题。