本发明适用于晶体振荡器技术领域，提供了一种基于加速度补偿技术的晶体振荡器的频率补偿系统，包括：加速度传感器、初始补偿模块、方向补偿模块和相位噪声检测模块；通过加速度传感器对晶体振荡器的加速度进行检测，然后通过初始补偿模块对加速度电压信号进行初始补偿电压，再通过方向补偿模块根据频率补偿后的晶体振荡器的相位噪声以及初始补偿电压确定晶体振荡器最终的补偿电压，该补偿电压作用于晶体振荡器能够抵消晶体振荡器振动时产生的频率，从而减小晶体振荡器的频率变化，优化晶体振荡器的近端动态相位噪声。