本发明公开了一种高精度激光干涉仪及其测量方法，以解决现有的激光干涉仪测量精度较低，导致其测量结果不可靠的技术问题。具体包括双频激光器、偏振分光棱镜、参考镜、第一反射棱镜、第二反射棱镜及光纤耦合器；偏振分光棱镜包括四侧，其中第一侧与第三侧相对，第二侧与第四侧相对；偏振分光棱镜的第二侧；参考镜设置于偏振分光棱镜第二侧出射光束所在的光路上；第一反射棱镜设置于偏振分光棱镜第四侧出射光束所在的光路上；双频激光器、第二反射棱镜和光纤耦合器均位于偏振分光棱镜的第一侧；第二反射棱镜能够接收经第一反射棱镜改变光束路径后从偏振分光棱镜出射的光束；光纤耦合器用于接收最终经偏振分光棱镜出射的光束。