本发明公开一种真空目标靶溅射沉积质量的三维检测设备，包括：检测装置，包括支座组件、石英晶体微量天平组件；支座组件上安装有第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动石英晶体微量天平组件转动；石英晶体微量天平组件转动连接在支座组件上；靶材调节装置，包括转盘机构、倾覆机构、靶材安装板；倾覆机构安装在转盘机构上，靶材安装板转动连接在倾覆机构上，转盘机构用于驱动靶材安装板水平转动，倾覆机构用于调整靶材安装板的倾斜角度。本发明可实现离子不同轰击入射角的三维溅射区域检测，加工简单、运行可靠、数据采集稳定，通过三维空间的溅射量的采集，可描绘溅射沉积现象的三维整体特征。