本发明公开了一种两相对平行面全局尺寸和几何误差的测量仪及其应用方法，涉及精密测量技术领域，包括对称设置在Y轴总成及检测台两侧的两组Z轴总成，Z轴总成上均设有X轴总成、测量装置，无需多次装夹或移动测量仪位置，便能够实现同时对两相对平行面的测量，底座与检测台之间、Z轴总成与检测台之间、Z轴总成与X轴总成均配合设置有光栅尺组件，能够提高测量仪的测量精度，Z轴总成、X轴总成、Y轴总成均为电性控制，能够提高控制精度，从而提高测量精度和效率；提供本测量仪的应用方法及X轴总成基准尺寸的校准标定方法，解决了现有技术中无法对工件进行全局尺寸的测量、无法满足两相对平行面测量以及存在测量效率低且误差较大的问题。