本发明公开了一种光学视觉竖井挖掘导向系统及导向方法，解决了现有技术中竖井导向测量复杂的问题。本发明光学视觉竖井挖掘导向系统，包括设置在竖井井口处的摄像设备和设置在掘进机上部的光源遮挡件，光源遮挡件内设有能自由转动的球形光源基座，所述球形光源基座上部设有均布的点光源，球形光源基座下部设有配重锤；摄像设备与球形光源基座相对应且均与后台控制器相连接。本发明通过环形布置的光源点和照相机，可自动独立地测量掘进机滚角偏差、倾角偏差和位移偏差测量，可提供给掘进机司机掘进倾斜角度，及时调整掘进角度，保证竖井的偏斜度，提高竖井施工工作效率。