本发明公开了一种U型工件双面外观同步检测装置，该装置包括基座，还包括图像采集结构单元和物料承载结构单元，所述图像采集结构单元包括沿基座外导轨X轴方向往复移动的龙门支架、沿龙门支架横梁Y轴方向往复移动的上层图像采集模组、沿基座内导轨X轴方向往复移动的底层图像采集模组。本发明中，本装置结构简单、自动化程度高且可操作性强，可有效检测U型工件内、外壳底面平面度和外部缺陷，检测时间短，提高检测的效率，且不需要每次检测前对检测设备或工装再次校平，避免重新定位存在累计误差，提高检测的准确性，便于装置的使用。