本发明涉及机床技术领域，公开了一种主轴热伸长检测方法，该方法包括：获取采集结果；对各采集结果进行波束合成，并对合成结果进行取包络处理；基于处理结果生成主轴的轮廓图像，并基于轮廓图像对主轴进行热伸长检测。由于本发明可将若干压电复合材料设置于主轴外周，通过压电复合材料产生的超声波对主轴进行采集，再对各采集结果进行波束合成以及取包络处理，获得主轴的轮廓图像，最后基于该轮廓图像进行热伸长检测。相比于现有的通过外部激光检测容易受外界光线干扰，本发明采用压电复合材料，进而减少了外界光线的影响，提升了检测结果的准确性。