本发明公开了一种基于3D人脸关键点和几何投影的人脸姿态估计方法，所述人脸姿态估计方法首先利用三维人脸关键点定位得到二维人脸图像对应的三维人脸关键点坐标，然后利用三维人脸关键点在三维坐标系的x‑y、x‑z以及y‑z三个平面上的几何投影来分别估计人脸在roll、yaw和pitch三个方向上的偏移角度，达到准确估计实现人脸姿态的目的。本发明限定的方法不仅可以对约束场景下的人脸进行姿态估计，还可以对无约束场景下的人脸进行姿态估计，从而实现人脸姿态的准确估计。