本发明提供了一种实现高度误差分离的形貌测量装置及方法、系统，包括二维运动模组、配置在二维运动模组上测量桥组件和高度误差分离模块；高度误差分离模块包括外置基准光学平晶和误差光学测量组件，外置基准光学平晶固定在误差光学测量组件上端，误差光学测量组件配置在测量桥组件第一端面，外置基准光学平晶下表面与误差光学测量组件上表面耦合形成薄膜气隙，测量桥组件随二维运动模组作二维直线运动，带动误差光学测量组件作二维运动；误差光学测量组件配置为将外置基准光学平晶下表面与误差光学测量组件发生靠近或远离位移转值；位移转值用于补偿测量桥组件采集待测工件形貌值。旨在解决现有光学三维测量方案存在测量精度低，成本高昂的问题。