本申请涉及一种空间旋转角度检测装置和方法，涉及旋转角度检测技术领域，该装置包括光源、光楔、位置敏感元件和自准直透镜。光源用于发出光束；光楔固定设置在待测旋转部件上，用于反射和折射光束；位置敏感元件用于接收准直光束形成的光斑的位置信息；自准直透镜设置在位置敏感元件与光楔之间，用于使光源发出的光束准直成平行的准直光束，并将光楔的反射和折射出的光束汇聚到位置敏感元件上。由于光源与位置敏感元件这种特殊的布局，使得本装置不必再使用分光镜或平面反射镜等光学元件去改变光束的传播方向，因此与目前已知的三轴测角装置相比，本装置具有结构紧凑，集成度高的优点，可以在狭小的测量条件下，实现空间三轴角度的准确测量。