本发明公开了一种基于多相机微变形监测的微型钻孔应力测量装置及方法，通过定焦广角相机组拍摄应力扰动或解除前后钻孔内壁的周向全景图像，基于三维立体视觉技术和数字图像相关方法对钻孔内壁进行三维重构和图像匹配计算，能够获取钻孔内壁的全场应变演化情况。设定钻孔平面计算参考线，根据弹性力学理论计算钻孔位置处平均扰动应力和地应力值。该装置和方法基于多相机微变形监测技术，使用微型光学设备观测钻孔内壁，测量效果稳定，对被测岩体损伤小，抗干扰能力强，能够实现钻孔孔壁三维应变场测量，适用于深部复杂环境应力测量。另外，本发明采用装配式结构，使用方便，可实现反复多次使用，能有效降低深部岩体应力测量成本。