本发明提出一种光轴非平行双目测距方法。首先搭建双目测距装置,并建立与双目测距装置在左右相机光轴非理想平行时配合使用的测距公式;然后标定测距公式中的参数,获得未知量只包含待测场景目标在双目测距装置左右相机图像中的成像位置的测距公式;实际应用时,将直接读取的待测场景目标在左右相机图像中的成像位置数据代入标定后的测距公式即可计算获得待测场景目标与双目测距装置中参考相机的距离。本发明适用于光轴非理想平行状态的双目立体视觉装置,降低了由于安装导致的光轴不平行带来的测距误差,提高了实际工程应用中的测距精度。