本发明公开了一种非球面圆弧包络磨削的对刀误差补偿方法及系统，建立非球面的几何模型；基于非球面几何模型建立圆弧面平行砂轮表面几何模型；当存在进给方向对刀误差，基于非球面几何模型和砂轮表面几何模型之间的相对运动关系，建立进给方向的对刀误差模型；当存在侧向方向对刀误差，基于非球面几何模型和砂轮表面几何模型之间的相对运动关系，建立侧向对刀误差模型；根据磨削后工件的表面轮廓判断对刀误差方向，基于进给方向的对刀误差模型和侧向对刀误差模型进行对刀误差补偿。本发明避免了非球面工件外圆柱面直径误差和圆柱度误差对砂轮对刀精度的影响；可用于自动对刀误差补偿，提高了加工效率。