本发明提供一种三维图像生成系统、三维图像生成方法、三维图像生成程序以及存储介质，利用显微镜所拍摄的若干枚景深范围较窄的显微照片，生成景深范围很宽的被拍摄到的被测物体的所有的部分都被清晰聚焦的全视野图像、以及能够表现被测物体表面立体形状的三维图像。本发明的三维图像生成系统包括摄影单元、测量用图像生成单元、全视野图像生成单元以及三维图像生成手段。摄影单元使用含有变焦镜头的相机设备，调节镜头的焦距，将镜头焦点分别聚焦在被测物体不同深度的地方，在各个焦距拍摄一枚或多枚景深范围很窄的被测物体的照片。测量用图像生成单元使用摄影单元在各个焦距所拍摄的一枚或多枚照片，生成各个焦距的测量用图像。全视野图像生成单元基于测量用图像生成单元所生成的各个焦距的测量用图像，生成一枚景深范围很宽的、被拍摄到的被测物体的所有的部分都被清晰聚焦的全视野图像。三维图像生成手段计算上述全视野图像中的各个像素所对应的被测物体表面上的测量点的三维世界坐标、进而生成被测物体的三维图像。