一种三维质心测量方法，它涉及一种用于大型带翼航天飞行器的三维质心测量方法。本发明为了解决现有质心测量方法的高度方向质心坐标测量精度较差的问题。本发明精确测量参考点、转轴端点三维坐标，建立倾斜θ度中间转换坐标系，利用倾斜θ度中间转换坐标系与产品坐标系的位置关系和旋转矩阵Tθ，求解倾斜θ度时产品坐标系下参考点坐标，进一步求解两种状态下产品坐标系与参考坐标系的转换矩阵，从而达到了精确求解参考点与产品之间的三维空间位置关系的目的。本发明属于航空航天领域。