本发明涉及一种双视场可变焦三维测量系统，包括主次镜成像测量系统、两维跟踪转镜装置和自适应控制系统，所述主次镜成像测量系统由长焦子系统、短焦子系统及发射光源组成，长焦子系统由主透镜、第一分光镜、第二分光镜和探测器一组成，所述短焦距子系统由主透镜、第一分光镜、次透镜和探测器二组成，所述两维跟踪转镜装置由反射镜、旋转电机、调节手柄、上半轴、下半轴和水平轴组成，所述自适应控制系统由计算机、I/O控制电路、电动机驱动器和信号处理与控制电路组成，本发明布置紧凑、测量便捷高效，适合于动静态物体的在线三维测量。