本发明公开了三维等离子体射流自动控制系统，包括：上位机，供用户进行参数设置并下发参数信息；连接于上位机的主控制器，接收来自上位机的参数信息并据此产生控制信号；连接于主控制器的三轴导轨控制系统和高压电源状态控制器，三轴导轨控制系统具有由多个导轨单元组合搭建而成的三轴导轨模块，可供固定被处理样品或等离子体射流装置的射流管；三轴导轨控制系统被配置为在控制信号的控制下，控制三轴导轨模块带动被处理样品或射流管根据预设参数移动，以进行处理距离和/或处理区域可控的样品处理；高压电源状态控制器被配置为可与等离子体射流装置的电源参数控制端连接，以根据从上位机接收的参数信息进行等离子体射流装置的电源参数控制。