本发明提供了一种高度向误差分离的三维形貌测量装置及方法、系统，包括底座、高度误差分离模块、二维运动机台、测量桥组件；二维运动机台包括外置基准光学平晶、位移驱动机构，外置基准光学平晶配置在位移驱动机构上，外置基准光学平晶下表面与高度误差分离模块上表面耦合形成薄膜气隙，外置基准光学平晶上表面用于放置待测工件，测量桥组件用于采集待测工件形貌值，外置基准光学平晶随位移驱动机构作二维直线运动；高度误差分离模块配置为采集外置基准光学平晶下表面与高度误差分离模块发生靠近或分离位移转值；位移转值用于补偿测量桥组件采集待测工件形貌值。旨在解决现有工件面形精度测量方案存在测量精度低，成本高昂，装调要求严苛的问题。