本发明涉及一种基于光学视觉的水下目标尺寸测量的装置和方法，该装置包括水下相机、多个水下激光器、转台和数据处理模块，该方法包括：建立光斑图像与水下相机之间的距离D与光斑图案周长L之间的映射关系；所述转台从水下目标物的起始位置D1转到水下目标物的末端位置D2，记录转台的旋转角度α，同时拍摄D1和D2处水下目标物表面的光斑图像；采用数据处理模块对D1和D2对应的光斑图像进行处理，得到光斑图像周长L1和L2；通过D与L之间的映射关系得到D1和D2；计算得到水下目标物的实际尺寸M。本发明能够用于水下目标尺寸的测量，具有操作简单、水质环境适应性好、精度高、结构简单、复杂度低的特点，便于推广应用。