本发明公开了基于毫米波雷达系统的目标三维识别方法及装置，该方法，包括获取基于毫米波雷达系统向目标发射的Chirp信号；对目标反射的回波信号进行二维FFT得到距离多普勒谱，并基于所述距离多普勒谱得到目标距离和形变信息；基于毫米波雷达系统相关的虚拟阵列得到目标反射的多通道信号，并对所述多通道信号进行FFT以得到目标角度信息；基于所述目标距离和形变信息以及所述目标角度信息进行目标识别以得到目标识别结果。本发明能够有效解决常规TDM‑MIMO由于通道时分复用导致对目标形变检测时的不模糊区间减小的问题。