本发明公开了一种基于双脉冲数字全息的颗粒多参数原位测量方法：双脉冲光源发出的两道激光束合束后经过滤波扩束准直形成平行光；平行光照射运动颗粒流，单相机记录单帧双脉冲颗粒全息图；对全息图进行重建，反演三维颗粒场信息，获得颗粒的粒径、浓度信息；获得颗粒的三维位置，从而计算出颗粒的实际位置，利用颗粒匹配算法得到颗粒三维速度。本发明还公开了一种基于双脉冲数字全息的颗粒多参数原位测量装置：双脉冲光源系统、激光调制系统、测量探头系统、干涉条纹记录系统、颗粒多参数处理系统。该方法和装置实现了颗粒的多参数、原位测量，操作简单、测试精度高；单帧双脉冲的方式大大丰富了测试速度的信息，且适应范围广。