本发明公开了一种波浪补偿船舶及其波浪补偿方法，波浪补偿船舶包括下层船体、上层载体和主动波浪；下层船体为水中运动主船体，其头尾端上部装有不需要波浪补偿的所有基础设施；上层载体为人员和易受摇摆影响设备的承载部分，为需进行波浪运动补偿的整体；主动波浪补偿系统为上层载体与下层船体之间的连接部分，由能产生补偿运动的油缸或电动缸组件与测控装置、液动系统、电动系统、联接件、辅助装置等组成；进行波浪补偿时，姿态传感器测量船体的横摇、纵摇、升沉的运动姿态值，并实时传输给运动控制器，运动控制器根据波浪补偿值的反解算法计算出横摇、纵摇、升沉的补偿值，根据补偿值控制各油缸动作，实现上层载体的三自由度补偿。