本发明公开了一种旋转轴位置偏差的误差矢量建模方法，包括S1、根据旋转轴运动性质和位置偏差定义分析位置偏差对旋转轴运动的影响；S2、根据指数积理论中旋量定义建立旋转轴运动旋量表达式；S3、根据不同旋转轴运动性质构建A轴、B轴和C轴理想指数运动矩阵；S4、根据不同旋转轴位置偏差分布，采用指数积理论构建A轴、B轴和C轴位置偏差影响下的实际指数运动矩阵；S5、根据运动轴误差矩阵、理想运动矩阵和实际运动矩阵之间关系构建不同旋转轴的位置偏差变换矩阵；S6、将不同旋转轴的位置偏差变换矩阵与运动轴基本几何误差项的误差矩阵比较，获得不同旋转轴的位置偏差影响；S7、代入不同旋转轴的位置偏差影响，构建不同旋转轴位置偏差的误差矢量。