本发明公开了一种机床全行程空间误差的测量方法，包括如下步骤：(1)根据机床各轴行程及各轴测量数据点的要求确定测量间距ΔL，根据ΔL确定机床空间测量点数，并规划测量路径；(2)安装机床各部件并进行对光，然后将机床运行到X、Y、Z轴坐标0处；(3)根据规划的测量路径以线、面、空间的测量顺序测量机床全行程空间内所有面上点的误差：(4)根据机床全行程空间内已测量点的误差求解机床全行程空间任意位置点的误差。本发明通过仪器一次安装对光就可以实现机床全行程空间误差的测量，测量快速，将误差值应用于数控系统进行实时补偿，具有运算量小、精度高等优点。