Опти́ческий компенса́тор, оптическое устройство, с помощью которого посредством грубых перемещений оптических элементов двум световым лучам сообщается небольшая разность хода или имеющаяся разность хода сводится к нулю или другому постоянному значению. Обычно конструкция оптического компенсатора предусматривает и измерение вносимой разности хода. Наиболее часто встречаются два типа оптических компенсаторов.

Интерферометрический оптический компенсатор применяется в двухлучевых интерферометрах для уравнивания разностей хода в интерферирующих лучах. Простейший оптический компенсатор такого типа состоит из плоскопараллельной пластинки, вносящей разность хода, зависящую от угла падения на неё луча. Обычно на пути обоих интерферирующих лучей помещают две пластинки равной толщины так, что вносимые разности хода компенсируются, если пластинки строго параллельны. Поворот одной из них создаёт небольшую разность хода, которую можно измерить по углу поворота. В более сложных конструкциях оптический компенсатор используют передвижной клин и т. п.

Поляризационный оптический компенсатор применяется для анализа состояния поляризации света. Поляризационный оптический компенсатор превращает исследуемый свет в свет, поляризованный линейно (при визуальных измерениях) или по кругу (при фотоэлектрических измерениях). При визуальных измерениях обычно используют дополнительные полутеневые устройства, благодаря которым измерение проводится уравниванием яркостей двух полей. Фотоэлектрические методы более удобны и точны. Визуальные оптические компенсаторы без полутеневых устройств позволяют обнаружить разность фаз не более $2π·10^{–3}$; при наличии полутеневого устройства точность доводится до $2π·10^{–5}$, такая же точность у фотоэлектрических оптических компенсаторов. Простейшим поляризационным оптическим компенсатором является четвертьволновая пластинка (названа по вносимой ею разности хода).

Оптический компенсатор применяются при изучении распределения механических напряжений в прозрачных объектах с помощью поляризованного света, при изучении структуры веществ, в сахариметрии, кристаллооптике.