本发明提供了一种轴向跨尺度的精密三维显微测量方法，包括如下步骤：步骤1：在显微成像装置中，根据一定步进层扫获取一定数量的图像序列；步骤2：对层扫获得的图像序列分析其局部清晰区域提取并分割；步骤3：根据所分割的局部清晰区域，利用轴向差动原理，还原该序号图像上清晰区域的三维信息；步骤4：对不同序号所还原的清晰区域轴向三维信息，通过所述的层扫步进叠加进行融合，实现三维测量。上述的轴向跨尺度的精密三维显微测量方法，能够解决高精度下，实现轴向量程拓展。