本发明涉及一种测量密闭空间内流体三维运动轨迹的装置及方法，该装置包括：密闭的球形壳体；测量系统，设置在该球形壳体内并与该球形壳体一起构成轨迹测量球，该测量系统包括用于测量该轨迹测量球的三维运动轨迹的状态感知模块、用于控制该状态感知模块进行测量的控制模块、以及用于给该控制模块供电的电源模块，该控制模块与该状态感知模块和该电源模块连接；配重，设置在该球形壳体内，且该配重的质量满足使该轨迹测量球的整体密度与球体外流体的密度相等；用于获取该测量系统的测量数据并基于该测量数据得到该轨迹测量球的三维运动轨迹的数据处理系统。本发明通过轨迹测量球的设计，使测量流体运动轨迹变为测量轨迹测量球的运动轨迹，最终达到测量密闭空间内流体三维运动轨迹的目的，简化了测量难度。