本发明公开了一种手术图像空间映射装置，属于医学图像处理技术领域，包括若干标记物以及定位传感器，每一定位传感器与若干标记物刚性连接，通过定位传感器能够获得每一标记物的物理空间坐标，使用的定位传感器数量少，并且能够根据设计参数间接获取标记物中心在物理空间中的位置；手术图像空间映射装置能够固定于手术器械或人体表面，方便追踪手术器械或人体在物理空间中的位置姿态；通过手术图像空间映射装置能够快速建立物理空间与图像空间的转换关系，求解过程快速精准，本发明还涉及包括上述手术图像空间映射装置的设备及基于上述手术图像空间映射装置的手术图像空间映射方法。