本申请涉及生产设备领域，尤其是涉及一种工件尺寸测量系统及加工设备。工件尺寸测量系统包括运载装置和多个测量装置；多个测量装置依次排布于运载装置的运输路径上，每个测量装置用于对工件的至少一项几何参数进行测量；运载装置包括相连接的行走机构和拾取机构；行走机构用于运输工件，以使工件能够在多个测量装置之间转移；当工件被运输至任一测量装置处时，拾取机构能够将工件上料至测量装置，并在测量过程结束后对工件下料。本申请提供的工件尺寸测量系统，通过在运载装置的运输路径上设置多个测量装置，并利用运载装置将工件上料至多个测量装置，从而可对工件的多项几何参数进行测量，实现了集群化测量作业，提高了测量效率和测量精度。