本发明涉及LED屏校正技术领域，具体公开了一种LED显示屏的亮度补偿方法、亮度补偿装置及亮度补偿系统，方法包括获取预设的第一表格、第二表格；获取LED显示屏显示时的波长测量值；在第一表格以及第二表格中查询出与波长测量值相对应的透光率以及敏感度，以及在预设的标准色度系统中查询出与波长测量值相对应的目标透光率；计算与该波长测量值对应的补偿系数；获取拍摄LED显示屏的第一测光图片，并从中获取每个灯点的灯点实际亮度值；通过补偿系数以及灯点实际亮度值计算对应灯点的亮度补偿值。本发明解决了LED显示屏校正时因滤光片以及感光芯片造成亮度差异而影响校正效果的问题，从而实现对LED显示屏所有灯点的亮度补偿，保证了良好的校正效果。