本发明公开了一种高精度圆弧刃金刚石刀具刃口轮廓光学测量装置，该装置包括底座、二维粗调心平台、精密回转轴系、微调心回转对刀机构、光学测量与图像采集系统和显示终端。二维粗调心平台用于实现金刚石刀具刀尖与光学物镜视场中央快速对齐；微调心回转对刀机构和精密回转轴系配合驱动刀具做精密回转运动，保证金刚石刀具在一次调心下全刃口的连续测量；二维粗调心平台和微调心回转对刀机构的二维差动进给机构配合可以实现在高倍率、小视场的光学物镜内快速、精准地捕捉刀具圆弧轮廓，从而实现刀具的高精度定位。本发明可快速、方便的进行圆弧刃金刚石刀具全刃口轮廓连续测量，避免重复调心引入误差，定位精度高，具有广阔的应用前景。