本发明基于超精密三坐标测量机的数控转台几何误差测量方法，将数控转台分为两个转子系统，利用超精密三坐标测量机分别完成两个转子系统的测量，在两个转子系统中分别建立参考坐标系，利用最小二乘法拟合转子圆柱，并将两个转子系统中拟合后的转子圆柱轴方向向量进行移动和旋转，以消除两个转子系统分别装夹测量时的误差。在消除装夹测量误差后，完成转台垂直度和平行度的测量。与常规方法相比，本发明所涉及的测量方法利用超精密三坐标机将转台分为两个转子系统进行测量可以保证较高的测量精度，从而有效减小测量的不确定度。