本发明公开了一种保偏光纤自动定轴系统，该系统包括图像处理和角度控制模块、控制器、执行机构和角度检测装置。执行机构包括光纤转轴精密调节台和驱动电路，角度检测装置包括成像透镜和高精度CCD相机，保偏光纤被固定在光纤转轴精密调节台上。角度检测装置实时获取保偏光纤的截面图像，图像经图像处理和角度控制模块处理得到偏差角，偏差角和预设角比较，经控制器获得通获取脉冲信号、方向信号和使能信号输入驱动电路，驱动电路根据信号控制光纤转轴精密调节台的步进电机的各项输入。本发明实时检测保偏光纤偏振轴方位角，调节转速和方向，具有亚像素级的定位精度，可实现对保偏光纤偏振轴稳定、快速、准确地定位。