本发明提供了一种基于光场相机的多参数三维测量装置、系统及方法，所述装置包括：脉冲激光组件、滤光组件、光场相机以及处理单元；其中，所述脉冲激光组件发出脉冲光束以对待测目标进行周期性的照明，且所述待测目标能够在脉冲激光组件发出脉冲光束时，根据脉冲光束形成反射光；滤光组件用于根据脉冲光束对反射光进行滤光，以及对待测目标的自发光进行滤光；光场相机基于滤光后的反射光以及自发光采集待测目标的图像以分别获得速度光场图像以及温度光场图像；处理单元用于根据所述速度光场图像获取待测目标的速度，以及根据温度光场图像获取待测目标的温度。上述装置既可以获取温度，也可以获取速度，适用于发动机试车试验中开展多参数测量工作。