本發明涉及一種自平衡補償系統、船用起重機及其控制方法,屬于工程機械領域。一種自平衡補償系統,包括吊機油缸、姿態采集系統和油缸補償系統;其中,姿態采集系統由傾角傳感器和控制器組成,傾角傳感器用于測量起重直臂相對于水平面X軸及Y軸雙向的傾角,控制器用于實時采集傾角傳感器所測的傾角信號并將該傾角信號處理成控制信號輸出給油缸補償系統;油缸補償系統包括第一儲能器、第二儲能器、比例換向閥、液控單向閥、單向節流閥、單向平衡閥、液壓泵和單向閥,其中,比例換向閥根據接收到的控制信號通過左、右位換向控制吊機油缸伸展或是收縮,保證起重機在高海況條件下能夠正常工作。本系統能夠實現船用起重機在4-6級海況時的安全工作。