自動安平水準儀是借助位于光路中的補償器在微小傾斜范圍內自動整平望遠鏡視準軸的。其原理參見圖1，當望遠鏡處于水平位置時，由標尺上某點進入望遠鏡的瞄準光速通過分劃板中心Fc，如果望遠鏡對水準軸傾斜一個微小角度a，在分劃板上的點象將高于或低于F0一個數值，從而在標尺上產生一個讀數差
假如在望遠鏡光路中某個節點K的位置上加上一組控制元件，改變光路方向，使其偏轉一個
角后正好通過分劃板的中心F0，就可以達到整平視準軸的目的。
圖1
顯然，要使瞄準光束偏轉后正好通過點F0，必須滿足下列關系
式中f是物鏡焦距。比值V通常叫補償器的放大因素或稱補償系數，它與節點K的位置有關。補償器一般設在望遠鏡內部物鏡和分劃板之間，并且為安裝方便和減小補償器的尺寸和重量而靠近象平面，因此V值大于2。