本发明公开了一种燃料组件水下高度测量系统及其测量方法，包括乏燃料水池，所述乏燃料水池中设置有工作平台，工作平台上设置有主台架，所述工作平台能够沿着主台架的外壁进行铅垂方向移动，工作平台上安装有摄像器材，在乏燃料水池上方设置有信号采集与处理系统，信号采集与处理系统和摄像器材之间设置有位置编码器，且位置编码器同时与信号采集与处理系统和摄像器材连接；所述乏燃料水池中设置有与燃料组件平行的竖直标尺。本发明操作方便，可在现场乏燃料水池第一时间内实现燃料组件水下高度的快速测量，使用的位置编码器转换由电信号传输并数显至信号采集与处理系统，可以大幅度提高测量精度和效率。