航空发动机空心涡轮叶片的壁厚是保证叶片强度的一个非常重要的参数，需要生产阶段进行全面的检测。以涡轮叶片的锥束CT（computed tomography）图象序列和叶片CAD（computer aided design）模型为基础，给出一种基于模板的空心涡轮叶片三维法向壁厚自动分析方法。使用亚像素级边缘检测算法，从叶片锥束CT图象序列提取叶片的高精度内、外表面点云数据，并进行空间栅格划分，以提高后续计算的效率。采用CAD驱动的模型配准方法实现叶片测量数据与CAD模型的可靠定位。依据叶片壁厚特征在叶片CAD模型上定义壁厚分析模板，通过壁厚分析模板与叶片点云数据的求交运算，得到对应区域的三维壁厚与壁厚偏差分布。使用一组仿真生成的叶片CT图象序列对三维壁厚计算精度进行验证。