本发明公开一种钻孔孔壁三维几何形态测量系统及方法，所述系统构造有升降装置、测量装置及上位机；所述升降装置构造为调制所述测量装置的水平高度；所述测量装置构造为在当前所述水平高度获取钻孔孔壁的一孔壁成像点对应的至少两个孔壁投影点；所述上位机配置为创建所述测量装置的第一极坐标系，根据所述测量装置的参数及至少两个所述孔壁投影点解算所述孔壁成像点在所述第一极坐标系的第一空间位置；所述上位机配置有创建钻孔孔壁的第二极坐标，根据所述测量装置与钻孔空间的位置关系建立所述第一极坐标及第二极坐标的坐标转换关系，根据所述第一空间位置及坐标转换关系，获取孔壁成像点在所述第二极坐标中的第二空间位置，根据至少两个连续所述水平高度的所述孔壁成像点的所述第二空间位置获取钻孔孔壁全部或部分的三维几何形态。