本发明公开了一种机床主轴回转误差检测装置及方法，所述装置包括固定安装在主轴轴箱外侧的传感器支架，传感器支架围绕主轴轴箱设置并延伸至机床主轴处，在机床主轴外侧的传感器支架上设有三个位于第一横截面的第一螺纹孔，分别安装有电涡流传感器；在传感器支架位于第一横截面下上两侧还分别设有一个第二螺纹孔，分别安装有激光转速传感器；所述装置还包括设于相连接的回转误差采集器与回转误差检测主机，回转误差采集器用于采集信号并将信号数据传输至回转误差检测主机，回转误差检测主机对接收的信号数据进行运算处理得到回转误差并存储。本发明实现了主轴回转误差的动态检测，提高了测量效率以及检测精确度，检测结果更为准确可靠。