本发明公开了一种基于激光测距的隧道内结构形变的监测方法，该方法包括隧道内安装并级联多台激光扫描仪，对隧道多个横向截面和纵向截面进行自动实时采样；通过系统误差修正算法去除机械抖动、激光器固有误差和施工人员及设施影响，获得准确的隧道截面曲线；通过曲线匹配算法，将截面曲线与基准曲线采用可配置窗口滑动比对，判断隧道内是否发生掉块、沉降以及收敛等隧道形变现象；通过位置聚类算法，计算出隧道三维模型内掉块、沉降及收敛等形变的位置及其面积。