本发明一种五轴数控机床回转轴几何误差检测方法属于机床精度检测技术领域，涉及一种五轴数控机床回转轴几何误差检测与辨识方法。检测方法中，利用双目相机采集“回”字形靶标图像信息用于表征回转轴实际运动信息，经过相机标定、图像处理、最终获得特征点三维坐标信息，其运动轨迹表示回转轴上一点的空间运动轨迹。结合机床多体系统理论以及其次坐标变换理论，对回转轴与位置无关的误差PIGE和与回转轴运动位置有关的误差PDGE进行辨识与测量。该方法有效的解决了机床回转轴几何误差辨识与检测的问题，测量过程简单快速，测量效率高。测量过程中对机床运行轨迹要求简单，无需其他轴配合，避免引入其他轴联动误差。