本发明公开一种用于光机系统初始装调的组合测量方法，涉及光机系统装调技术领域，组合测量方法应用组合测量系统；组合测量系统包括：激光跟踪仪、三个经纬仪和PSM装调显微镜；组合测量方法包括：根据机械定位将目标模块放置到理论位置处；通过激光跟踪仪建立全局坐标系，确定全局坐标系下目标模块曲率中心的空间坐标；将激光跟踪仪的合作靶球放置到目标模块曲率中心的空间坐标位置上；将PSM装调显微镜调整到激光跟踪仪的合作靶球自准直；基于三个经纬仪和激光跟踪仪组建的全局测量网，调整目标模块的位置使目标模块曲率中心与PSM装调显微镜的物镜焦点重合，确定目标模块的最终位置。本发明提高了初始装调效率。