本实用新型提供一种视觉测量精密装配系统，能够有效解决传统孔和销的直径测量及选配过程中的低效率、低稳定、高差错的问题。该视觉测量精密装配系统包括：装配台架以及安装在装配台架台面上的数据采集模块、机械手和驱动模块；装配台架上放置有两个托盘，分别用于放置待装配件；数据采集模块采用视觉测量的方式分别采集放置在托盘上的各待装配件的孔或销的直径、各待装配件在对应托盘上的位置；依据所采集的直径数据进行孔和销的一一配对；机械手用于抓取待装配件，并将其上的销装配在配对的带孔零件的孔内；驱动模块用于驱动数据采集模块和机械手移动，以将数据采集模块移动到待测量件的上方；将机械手移动到待装配件的上方。