本发明涉及一种复合材料制件表面固化变形测量装置，包括置物架、X轴线性模组、Y轴线性模组、激光测距仪、支撑杆、活动夹爪以及控制处理器；置物架顶部具有横梁；X轴线性模组固定在置物架上；Y轴线性模组固定在X轴线性模组的滑块上；激光测距仪固定在Y轴线性模组的滑块上；支撑杆固定在横梁的底部；活动夹爪固定在支撑杆的底部；控制处理器分别与X轴线性模组、Y轴线性模组和激光测距仪电性连接。本发明为双轴运动结构，通过X轴线性模组、Y轴线性模组控制激光测距仪移动，通过激光测距仪测量其与复合材料制件的距离，结构简单，成本低，且测量精度高，可以广泛应用于复合材料制件的固化变形测量。