本发明公开了一种运动成像补偿装置及运动补偿方法，属于成像技术领域。所述成像装置包括基座、成像单元、运动补偿单元与控制系统。所述基座是成像单元与视场运动补偿单元、控制单元的承载主体，成像目标运动补偿单元包括主旋转结构与次旋转结构，次旋转结构与主旋转结构的旋转轴在三维空间平行，旋转方向相反，次旋转结构与光学部件连接，次旋转结构带动光学部件转动，主、次旋转结构按照设定的控制程序旋转，主旋转结构在次旋转结构轴心的线速度在成像光路主光轴上的分量用于成像目标与成像单元相对运动的补偿，次旋转结构带动光学部件转动实现姿态角补偿。在设定的运动补偿区间，成像视场在成像系统焦平面曝光期间处于相对静止的状态下成像。