本发明公开了一种基于单目视觉的齿形结构装配测量方法，包括S1：基于自适应核与自适应阈值的SUSAN算法提取齿形结构输出轴、输入轴齿顶角点；S2：根据路径搜索法及距离约束获取输出轴缺齿、输入轴花键中点在图像中的坐标；S3：采用RANSAC思想聚类，剔除误差较大的候选点，从而便于后续对输出轴、输入轴齿顶圆、辅助圆进行椭圆拟合并获取椭圆参数；S4：通过图像坐标系下的齿顶圆投影椭圆、辅助圆投影椭圆、缺齿与花键中点信息解算其空间六自由度位姿，本发明取代传统的通过人眼观察输出轴、输入轴对合状态进行装配的模式，且对其状态评估更加准确；相对于激光跟踪仪等大尺寸测量引导的齿形结构装配方式，该方法装配成本大大降低，场地适应性显著增强，受环境如湿度、温度影响较小，便于拆装、维护。