基于单探测器的双目3D内窥镜三维图像处理方法及成像系统，涉及医学内窥成像和3D成像领域，解决现有技术的内窥成像系统仅能获取二维图像，缺少场景深度信息，进而无法真实还原场景情况等问题，提出一种单探测器双目3D内窥成像系统，该系统通过引入一个光学中继系统对两路光学系统所成的一次像进行二次成像，从而使两路图像成像在一个探测器上。本发明针对这种单探测器双目3D内窥成像系统提出了一种三维图像处理方法，实现系统三维图像的实时处理和显示。本发明极大地缩短了图像处理时间，提高了实时性，并为双目3D内窥镜系统微型化提供可能。