本发明公开了机床单轴运动的几何误差的检测设备及其检测方法,该检测设备处理器、激光干涉仪、干涉镜组、反射镜组、支架以及固定平台,固定平台下部水平地设有滑动导轨,滑动导轨上设有垂直于滑动导轨且可沿滑动导轨滑动的Y向导轨,Y向导轨上设有垂直于Y向导轨且可沿Y向导轨滑动的X向导轨,X向导轨上设有垂直于X向导轨且可沿X向导轨滑动的Z向滑动平台;固定平台上设有第一光栅尺,X向导轨上设有第二光栅尺,Y向导轨上设有第三光栅尺,第一光栅尺、第二光栅尺及第三光栅尺均与处理器连接,反射镜组安装在Z向滑动平台上。本发明测量精度高且测量速度快,可广泛应用于机床单轴运动的几何误差检测领域中。