本发明涉及飞机蒙皮制造领域，公开了便携式飞机曲面蒙皮铆钉孔轮廓测量系统及方法，包括：将便携式测量装置放置在待测曲面上；通过视频窗口调整测量装置位置，使待测孔位处于视频窗口中心；启动线激光传感器和伺服电机，通过伺服电机控制扫描位置，进行扫描；实时采集线激光传感器和电机编码器的数据，并进行处理，包括数据融合、关键点分析和点云分割、滤波降维、坐标变换、点云切片和构建二维点云阵列、法向估计、特征提取；输出测量结果。充分利用视觉分析和点云分析功能，一次测量完成待测孔所有的技术参数，消除了传统上用机械量具测量的人工测量所带来的人为操作误差，提高了测量的效率、精度和测量结果的一致性。