本发明涉及结构光照明显微镜技术领域，具体涉及一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统及同步控制方法，其中系统包括照明组件，用于产生激发光，所述激发光经过照明光路激发样品发射荧光，所述荧光经过成像光路被所述成像组件获取；液体透镜，设置于所述照明光路与所述成像光路重合的光路上；所述成像组件，用于基于所述获取到的所述荧光形成荧光图像。由于液体透镜的响应时间主要取决于与质量弹簧系统类似的流体的惯性，而流体的惯性较小，对于液体透镜而言，其从调整到稳定的时间仅为几毫秒。因此，通过液体透镜实现样品不同层的成像，能够提高样品三维层切成像的速度。