本申请公开了一种异形件智能组装系统，包括：三轴载具，包括位移机构、压紧机构、安装在位移机构上用于容置异形件的第一治具以及安装在压紧机构上用于容置另一异形件的第二治具；压紧机构被配置成可驱动第二治具向着第一治具移动，并贴紧两异形件，位移机构被配置成可在多自由度移动，以调整异形件间的相对位置；校准设备，包括第一移载机构和三轴调整机构，第一移载机构设有将异形件放入和取出三轴载具的上下料工位；第一移载机构可驱动三轴载具自上下料工位移至三轴调整机构，三轴调整机构被配置成可对三轴载具上的异形件进行扫描，并根据扫描结果驱动三轴载具对异形件位置偏差进行调整。本申请能够自动调整两异形件，以提高组装精度。