本实用新型提供一种光学变焦成像装置及深度相机，光学变焦成像装置包括：第一光束偏转元件、变焦镜头、分束器、可见光成像模组、红外成像模组；所述第一光束偏转元件，接收来自目标场景的光束后并将其反射到所述变焦镜头；所述变焦镜头，包括一个或多个透镜，设置在所述第一光束偏转元件的光路上并可沿所述光路方向移动，以调整变焦倍数；所述分束器，接收来自所述变焦镜头的光束后，将其分成透射光束和反射光束；所述可见光成像模组用于采集所述透射光束以进行可见光成像，所述红外成像模组用于采集所述反射光束以进行红外成像；或，红外成像模组用于采集所述透射光束以进行红外成像，可见光成像模组用于采集所述反射光束以进行可见光成像。