本发明提供了一种基于加工工件曲面形貌信息的数控机床误差辨识分离方法，该方法将工件曲面形貌反求、形貌分离、刀位点反求计算技术应用于数控机床的误差分离方法中，不仅实现了数控机床的误差分离，还为数控机床误差补偿方面的研究人员进行误差补偿模型优化和补偿实效性的深入研究提供了有效的分析手段和应用模型。该方法结合机床加工状态监测、工件理论数模、理论刀轨路径信息，进行误差采集数据的预处理，以自相关函数和偏相关函数及其截尾性判定识别拟合模型的类型，对模型进行精确定阶，能够高效、准确地完成对数控机床误差的分离，并且获得的数学模型公式能够精确地推断和预测机床误差的变化情况，使机床的误差补偿工作更为可靠和有效。