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本发明公开了一种金属工件损伤区域三维轮廓检测方法及其应用，所述三维轮廓检测方法包括：获取并校正金属工件损伤区域的三维点云数据；通过K‑近邻算法对经校正的三维点云数据进行处理，生成损伤区域所在局部表面的二维灰度图；对二维灰度图进行去噪处理，再通过设立灰度阈值，将其转换为二值图像；通过摩尔邻域跟踪算法对二值图像进行处理，提取损伤区域边界的二维像素坐标；基于损伤区域边界的二维像素坐标及对应的灰度值，重构为损伤区域三维轮廓坐标；所述三维轮廓检测方法应用于金属冷喷涂修复中。本发明无需损伤工件的计算机辅助设计模型和先验知识，避免了对三维点云的直接处理，能够提升金属冷喷涂修复系统检测效率及自主化检测能力。