집광 렌즈에 의해 집광되는 레이저광의 초점 위치를, 피가공물(W)에 있어서의 피가공부와 소정의 거리에 설정하는 것에 의해, 상기 피가공부에 고정밀도의 레이저 가공을 실시하는 삼차원 레이저 가공기로서, 상기 피가공물(W)의 삼차원 형상을 측정하는 삼차원 형상 측정기(50)를 구비하고, 상기 삼차원 형상 측정기(50)에 의해 측정한 상기 피가공물(W)의 삼차원 형상 데이터에 근거하여, 상기 레이저광의 초점 위치를, 상기 피가공부와 소정의 거리에 설정하는 것이다.