異なる位置にある二つのカメラで入力した画像から，対応点を見つけ，三角測量の原理で距離を求めること．ステレオ視ともいわれる．人間は，両眼のなす角〔ふくそう角（輻輳角）〕と網膜に写った像のずれ（視差）によって距離を知るが，機械では，ふくそう角を固定して両眼立体視で求める視差から距離を測定することが多い．カメラの焦点距離をf，カメラ間の距離をd，ふくそう角をo，視差をpとすれば，その点の奥行きは，fd/pとなる．両眼立体視は，二つの（左右）画像の対応点を見つける問題に帰着される．左画像の点の対応点は必ず右画像上の特定の直線上に拘束される．この直線をエピポーラ線という．左右のカメラの位置関係が正確に分かっている場合は，対応点探索はエピポーラ線上に限定されるが，さもなければエピポーラ線の近傍も探索しなければならない．なお，三眼視などの多眼視が有効な場合もある．対応の求め方は，①領域に基づく方法と②特徴に基づく方法に分類される．①では，左画像の点の近傍領域と類似の領域を右画像で探索する．領域が類似しているとは，その中の明るさパターンが類似していることで，具体的には，相関，差の二乗和，差の絶対値の和などが評価関数として用いられる．②では，両画像から特徴抽出によって，エッジや線などの特徴を求めておき，類似の特徴を対応候補とする．つぎに，候補の視差は局所的に連続であるという拘束を用いて，対応を決定する．