本发明公开了表面微结构加工的几何误差补偿方法及加工方法、装置，几何误差补偿方法，包括以下步骤：S1、获取机床的几何误差；S2、提取i时刻的设计加工指令，获得i时刻的刀具设计位置，根据机床运动误差模型获得刀具运动误差；S3、基于刀具设计位置和刀具运动误差获得i时刻刀具实际位置；S4、基于刀具实际位置、刀具运动误差，以及主轴旋转角度和主轴转速，构建进给速度修正模型，基于进给速度修正模型修正进给速度、行距和切削深度，获得修正后的进给速度、行距、切削深度；S5、重复步骤S2‑S4，直到表面微结构加工完成。将本发明所述几何误差补偿方法用机床加工表面微结构，能够解决现有加工方法导致表面微结构的加工精度较差的问题。