本发明公开了一种基于虹膜投影匹配函数的三维视线估计方法，该方法首先通过让使用者注视屏幕上的若干标定点计算人眼参数并建立人眼模型。接着，通过眼球旋转模型与虹膜投影匹配函数，定位出虹膜的空间位置以及朝向，从而得到三维光轴方向。最后，使用多项式矫正法对光轴进行矫正，计算出三维视轴方向。该方法使用深度摄像头进行三维视线估计，为自然环境下的三维视线跟踪提供了一种速度快、精度高、对头部运动鲁棒的解决方案。