本发明提供了一种单目窄带多光谱立体视觉系统及其使用方法。该系统包括一个带有轴向色差的光学成像镜头，一个通道数N≥4的窄带多光谱图像传感器，一个对窄带多光谱图像进行处理分析的图像处理单元。本发明提供的单目窄带多光谱立体视觉系统，可以一次曝光获得图像面XY空间位置自然校准而聚焦清晰度不同的多幅窄带光谱图像。使用配套的如散焦模糊度算法可以获得图像任意空间位置XY的深度Z信息，克服双目立体视觉运算量大及激光3D视觉系统价格昂贵等缺点，在先进制造、智能机器人移动、无人驾驶汽车导航与避障等具有广泛应用价值。