本发明公开了一种燃料管相对燃耗测量系统，包括三维传动机构，所述三维传动机构上设置有安装座，安装座能够进行三维方向移动，安装座中安装有夹具，在三维传动机构外部设置有准直器，准直器连接有γ谱仪，准直器的准直孔正对夹具，且准直器的准直孔的中心线与夹具的中心线垂直。本发明建立了燃料管燃耗径向测量技术，为燃料管阴阳面的快速判断提供了重要依据；本发明建立了燃料管相对燃耗测量技术，为判定燃料管燃耗大小提供了数据支持；解决了燃料管相对燃耗测量以及燃料管阴阳面判定的难题，为不同类型燃料元件的相对燃耗测量提供了一种新思路。