本发明公开了一种折叠光路的激光追踪测量机械系统，包括光路搭载平台、俯仰运动平台、回转运动平台、回转电机模块、系统底座、标准球。本发明针对激光追踪测量机械系统中光学测量系统重量大，进而导致系统俯仰轴和回转轴的电机运动平稳性差、电机输出精度下降的难题，将平铺的光路结构进行折叠后，又进行空间上折叠，缩小光学系统空间，有效降低了光路搭载平台的质量，同时缩短了激光干涉测量光路系统的质心与机械系统俯仰轴的距离，进而降低俯仰电机控制难度，同时激光追踪测量机械系统俯仰方向获得更大的测量范围。设计了激光追踪测量系统内部三轴的调整方式，保证激光追踪测量机械系统需要系统的光轴、俯仰轴、回转轴三轴交于标准球球心。