本发明公开了一种具有光路偏移补偿机构的盘绕伸展式光学载荷，包括展开机构，还包括光路偏移补偿系统和载荷本体，展开机构包括空间盘绕式伸展臂、伸展臂底座和伸展臂顶板，光路偏移补偿系统包括光路偏移补偿机构和双目相机，空间盘绕式伸展臂和光路偏移补偿机构均通过伸展臂底座固定于卫星本体上，光学载荷包括光学传感器和镜头，光学传感器固定安装于光路偏移补偿机构上，双目相机和镜头均通过伸展臂顶板固定于空间盘绕式伸展臂顶部。本发明属于航天器设计与技术领域，具体提供了一种具有光路偏移补偿机构的盘绕伸展式光学载荷，通过光路偏移补偿机构与双目相机构成光路偏移补偿系统，弥补盘绕伸展式光学载荷中图像传感器相对于镜头光路的偏移。