本发明涉及一种便携式车轮直径测量装置，包括：外壳、显示单元以及设置在外壳内的数据处理单元、定位单元、一维平动机构、一维定位传感器和一维测距传感器；所述一维平动机构可以直线平移，带动一维测距传感器直线移动；所述定位单元用于将该装置定位在被测车轮圆周面上使得所述一维测距传感器的测点位于所述弧线上且所述一维平动机构的最大行程所形成的线段与被测车轮的轴线方向垂直且该线段的中点和滚动圆圆心的连线与该线段垂直；所述一维定位传感器用于测量所述一维平动机构移动的距离。本发明还涉及一种便携式车轮直径的测量方法。本发明的测量装置和测量方法可以实现机车车轮直径的离线、精确、快速测量。