一种单相机三维体视粒子图像测速系统，包括光学系统、数据采样系统和数据处理系统；光学系统和数据采样系统构成实验测量平台；该光学系统包括体光源调节光学部、激光发生器、多棱面特效棱镜即又多影镜和激光体；激光发生器为系统光源，采用半导体连续激光；体光源调节光学部为一组透镜组合，置于激光发生器的光路上；多棱面特效棱镜是实现单相机立体成像的关键部件，置于数字相机和测量流场之间的光路上；该数据采样系统包括信号同步器、数字相机、微型计算机和平面标靶；该数据处理系统按规定的方法进行。本发明通过单个相机形成不同视角下流场中粒子的成像，根据不同视角的粒子成像对粒子进行三维定位和追踪，得到三维空间体内的三维速度场。