基于多目标对向位移测量的外差干涉仪及测量方法，属于激光应用技术领域。本发明解决了现有的空间分离式外差激光干涉仪不满足对向目标间相对位移测量需求的问题。技术要点：激光光源的输出光路上左右依次并列设置有第一分束器与第二分束器，第一分束器与第二分束器均为偏振分束器；第一分束器的上方设置有第一反射器，第二分束器的右侧设置有第三反射器，第二分束器的前方设置有第二平面反射器，第二分束器的后方设置有第一平面反射器；第一平面反射器和第二平面反射器共同构成第二反射器组；第一分束器的左侧设置有第一光电探测器和第二光电探测器。本发明实现了对向物体间相对位移的测量。