本发明公开了一种变参数误差辨识的机器人精度补偿方法。属于机器人逆标定技术领域。提出了一种变参数误差模型，通过激光跟踪仪采样机器人不同空间下的位姿点的误差，根据期望位姿点所在的空间，寻求该点附近区域范围内最接近该点的若干点，利用改进型Levenberg–Marquardt阻尼迭代最小二乘法算法求解该点对应的参数误差的全局收敛解进而求出其实际参数。采用该点的实际参数及其运动学逆解求出机器人的实际应到位姿点，实现机器人在位姿点的绝对定位精度补偿。本发明可显著提高机器人的绝对定位精度，能应用于对机器人精度要求高的领域。