本发明提供一种柔性连接装置、测量系统和光刻机，所述柔性连接装置具有连接主体以及沿Z方向叠加设置于连接主体中的第一柔性单元和第二柔性单元，连接主体具有在Z方向上的两个连接端，其中第一柔性单元提供连接主体在X方向和Z方向上的位移调节，第二柔性单元提供连接主体在Y方向上的位移调节。从而可以实现X、Y、Z以及Rx、Ry和Rz六个自由度上的位移调节，在应用于光刻设备的主基板和栅格板连接时，可以提高栅格板对来自各方向位移变化的适应性，有效隔离主基板及其它振动和干扰因素对栅格板的影响。所述测量系统和光刻机均包括上述柔性连接装置。