本发明属于传感器技术领域，特别涉及一种三维应力传感器标定装置，包括三维应力传感器、立方体均质试样和双轴加载机，三维应力传感器与数据采集仪通讯连接，数据采集仪与数据汇总单元通讯连接，数据汇总单元与标定单元通讯连接。本发明还涉及一种标定方法，将三维应力传感器装在立方体均质试样钻孔中，双轴加载机建立空间直角坐标系从零加载到预定加载值，数据汇总单元存储数据并导出，标定单元进行标定分析。本发明采用三维应力传感器和双轴加载机的配合设计，同时利用数据汇总单元导出波长值变化趋势，标定单元根据导出的数据计算得出标定系数，具有较高的精确性，结构简单，方法简便，省时省力，应用领域更广泛。