本发明提供了一种弥散条件下高温物体表面温度测量装置及方法，装置包括光收集模块、分光模块、n个探测器、反演模型模块、温度获取模块和温度处理模块；光收集模块用于收集被测高温物体辐射的光，并将辐射的光入射至分光模块；分光模块用于将入射光分为n路不同波段的光，并分别投影至对应的探测器；反演模型模块用于获取被测高温物体对应的反演系数；温度获取模块用于获取n个探测器上每个像素点位置对应的辐射亮温，得到n个探测器上每个像素点位置对应的修正后的辐射亮温；温度处理模块用于获取被测高温物体的表面温度。本发明能解决现有测温方法无法满足航空航天热试验和冶金铸造生产等领域对水雾等弥散介质条件下的红外辐射测温需求的问题。