Provided are an image processing apparatus, an endoscope system, and an image processing method that calculate more intuitive and useful information than blood vessel information for a specific depth below the mucous membrane and more effectively support diagnosis. The image processing device (65) includes an image acquisition unit (91) that acquires an endoscopic image, a blood vessel extraction unit (92) that extracts a blood vessel at a fixed depth of an observation target from the endoscopic image, and a blood vessel extraction A blood vessel information calculation unit (93) that calculates blood vessel information related to blood vessels extracted by the unit (92), and a blood vessel parameter calculation unit that calculates blood vessel parameters related to blood vessels at a specific depth by performing calculations using the blood vessel information (94).血管情報よりもさらに直感的で有用な情報を、粘膜下の特定の深さについて算出して、より効果的に診断を支援する画像処理装置、内視鏡システム、及び画像処理方法を提供する。 画像処理装置（６５）は、内視鏡画像を取得する画像取得部（９１）と、内視鏡画像から観察対象の定深さにある血管を抽出する血管抽出部（９２）と、血管抽出部（９２）が抽出した血管に関する血管情報を算出する血管情報算出部（９３）と、血管情報を用いて演算をすることにより、特定深さにある血管に関する血管パラメータを算出する血管パラメータ算出部（９４）と、を備える。
