本发明提供了一种基于物体平面特征的复合机器人3D抓取方法及系统，其中方法步骤包括：S1标定机械臂与相机之间的手眼关系；S2设定标准拍照位姿，采集场景点云，分出目标物体点云制作第一模板；S3 AGV保持不动再次获取场景点云，以与第一模板匹配，获取场景中目标物体相对于第一模板的第一变换矩阵；S4令AGV和目标物体保持不动，示教机械臂，获取可抓取目标物体的第一位姿以结合第一变换矩阵，计算标准抓取位姿变换矩阵；S5机械臂保持标准拍照位姿，移动AGV到新的位置后获取场景点云，以与第一模板进行匹配，获取场景中目标物体相对于第一模板的第二变换矩阵；S6根据第二变换矩阵与标准抓取位姿变换矩阵，从而无需借助额外标志物解得机械臂抓取位姿。