本发明公开了一种基于象散的样品轴向漂移补偿方法和装置。装置包括激光器、单模光纤、准直透镜、分光棱镜、由两个焦距相同且横截面相互正交的柱面镜构成的象散处理器、显微物镜、三维纳米扫描平台、聚焦透镜、光衰减器、光电感应器件和计算机。方法包括：将准直光束经上述象散处理器形成第一象散光束，进而在待测样品聚焦后被反射，并再次经过上述象散处理器形成第二象散光束，经分光棱镜反射得到监控光束，并在经聚焦透镜聚焦后由光电感应器件接收，标定监控光束聚焦光斑与待测样品的轴向漂移量的关系并输入计算机用于样品轴向漂移补偿。本发明结构简单，使用方便，而且具有较高的测量灵敏度，可用于高精度超分辨显微设备中。