本发明公开了一种大型薄壁轴承多几何量的非接触测量装置，包括工作台、纵向运动单元、横向运动单元、测量单元、回转运动单元和夹持单元；所述纵向运动单元安装在工作台上，所述横向运动单元安装在纵向运动单元上、沿纵向运动单元垂直移动，所述测量单元安装在横向运动单元上、沿横向运动单元横向移动；所述回转运动单元安装在工作台上；所述夹持单元安装在回转单元上。本发明采用光学式非接触测量装置对轴承套圈进行测量，具有量程大、无损伤、精度高等优点。本发明所述的工装支架测量范围大，装夹力小，不易使工件变形，并且可以实现在一次轴承套圈装夹过程中，完成内径、外径、高度、沟径、圆度、圆柱度和平行度等轴承全尺寸测量。