一种盾构三维姿态监测系统，用于隧道施工领域。包括：计算机、动态站全站仪、两只信号控制箱、自动归平基座、电源、通讯电缆、固定站全站仪、后视棱镜，计算机通过通讯电缆与第一信号控制箱一端连接，第一信号控制箱另一端一方面连接动态站全站仪，另一方面串联到第二信号控制箱的一端，第二信号控制箱另一端与固定站全站仪连接，两只信号控制箱都连接到电源，动态站全站仪设置在自动归平基座上，自动归平基座通过第一信号控制箱与电源连接，固定站全站仪、后视棱镜成基准线。本发明构成简单，精度高，两台全站仪的两级传导方式解决了在弯道处推进时不能很好适应的缺点，选点的较大任意性使点位设置简单方便，系统能智能化调整运行状态。