本发明涉及一种基坑三维自动测量仪器及其自动测量方法，属于工程测量技术领域，包括测量仪本体和上位机软件，测量仪本体包括提升机构和安装架；安装架内设置有测量机构，测量机构包括水平距离测量模块、垂直距离测量模块、位置姿态传感模块、点云数据同步及控制模块和传输模块；上位机软件与传输模块通讯连接，用于下发测量方案，并用于接收传输模块输出的带有垂直距离信息的基坑二维水平点云数据，然后根据带有垂直距离信息的基坑二维水平点云数据计算出基坑三维点云数据，拟合出基坑三维矢量图形，输出基坑三维工程图纸。本发明能够高效快捷地对基坑的三维数据实现自动测量并输出图纸，且不需要人工进入基坑内部，保证了人工安全。