本发明具体涉及一种微观3D形貌多通道测量装置及方法，该装置包括：复色光照明模块、纵向色散增强性光学成像模块、多通道光谱灰度图像采集模块、纵向高度可调节样品台、图像显示与分析模块。该装置能实现在无机械运动情况下，实时获取样本微观3D形貌。该方法能实现高横向分辨率、高纵向测量精度、毫米量级大纵向测量范围的微观3D形貌测量。