本发明涉及工程位置变形测量技术领域，尤其涉及一种多测点三维位移测量方法和测量系统，包括：靶标、图像采集设备和智能计算模块；靶标在基坑监测区域安装时，根据监测路线进行放置；图像采集设备包括可调节焦距参数的摄像机、云台和电源管理模块，可调节焦距参数的摄像机固定安装在云台上，可调节焦距参数的摄像机采集图像信息，将图像信息传输到智能计算模块；智能计算模块获取图像信息，并对图像信息进行处理和计算，获取靶标绝对位置值。本发明提供多测点三维位移测量方法在不与靶标接触的情况下，获取靶标的三维位移，测量时不受测量设备影响而给测量带来误差，能够连续的、长期的以及实时的测量三维位移变化，测量精度高，测量设备成本低。