本发明涉及差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法及装置，属于光学成像与检测技术领域。该方法利用差动共焦光强响应曲线的过零点精确定位靶丸内表面(被测面)和相机(探测面)的轴向位置，以此实现内表面准确对焦成像；在干涉光路中采用短相干光源和球面参考镜产生内表面零位干涉图；然后利用移相干涉技术从内表面零位干涉图中直接获得内表面缺陷分布。本发明首次利用差动共焦技术的精确定位特性来为干涉测量中靶丸和相机的轴向位置装调提供了客观、准确的调整判断依据，进而首次实现了靶丸内表面缺陷的直接、精密检测。本发明为靶丸内表面缺陷的高精度直接检测和大批量高效自动化提供第一条可行途径。