本发明提供一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，包括机架、走线机构、光源发射器、支撑盘、导轨、调节机构、图像采集设备和调速电机，所述机架上侧安装有顶板，所述顶板上表面由边缘向中心依次安装有固定杆和两个陶瓷眼安装件，所述顶板内中心处开设有走纱孔，所述光源发射器数量为两个，其中一个所述光源发射器设于所述顶板下端面中心处。本方案通过利用多个相机同时对运动或静止状态下的纱线进行多视角图像采集的方式，实现纱线外观的三维重建以及纱线条干的多方向检测和纱线毛羽的的三维空间测长，进而直观地反映单根毛羽的空间形态，准确测量毛羽的实际长度，进而方便高精度且全方位的监控纱线质量。