一种三维质心测量装置及其测量方法，它涉及仪器测量技术领域。本发明为解决现有测量方法精度、效率不足的问题。本发明包括底板、活动支座、倾覆支点、平行四连杆机构、固定支座、标定砝码、秤盘、配重调节机构、驱动机构、三个浮动支点和三个传感器，活动支座通过平行四连杆机构设置在固定支座的上端，活动支座上设有倾覆支点，驱动机构与倾覆支点连接，底板的上部沿同一圆的圆周方向均布设有三个传感器，其中一个传感器设置在活动支座上，另外两个传感器设置在固定支座上，每个传感器的上方均设有浮动支点，三个浮动支点的上端架设有秤盘，秤盘的一侧设有配重调节机构。本发明用于测量工件质心在空间三维坐标系下的位置。