本发明公开了一种基于几何建模的汽车燃油加注口空间定位方法，所述方法为：在汽车燃油加注口平面增加外部标记物；通过相机采集燃油加注口和标记物的图像，利用单目视觉定位方法对汽车燃油加注口以及标记物的位置进行识别定位；计算相机与标记物和燃油加注口之间的相对空间坐标；根据相机与标记物的空间几何关系求解出汽车燃油加注口的空间姿态，对燃油加注口进行定位。本发明解决了现有技术难以对汽车燃油加注口准确定位的问题。