一种基于压电致动器的机械轴系回转误差主动补偿装置，涉及机械轴系回转误差主动补偿领域。为了解决传统滚动轴承支承轴系的回转精度难以通过机械加工和装配环节获得突破性提高的问题。包括金属端帽、两个金属垫片、压电致动器、底座支撑；压电致动器由相间设置的多层的压电陶瓷片和金属电极片叠放在一起组成；每层压电陶瓷片由围成圆环的四个扇环构成，相邻两个扇环之间留有一定的缝隙；在每层压电陶瓷片中，相对的一对扇环极化方向相反，轴向上相邻压电陶瓷片对应的扇环极化方向相反，即轴向上极化方向交替分布。使用压电致动器作为补偿装置的执行器具有位移控制精度高、响应速度快的优点。