角度ブレ、シフトブレ、回転ブレに対応するものを「5軸手ブレ補正」と言う。レンズ内手ブレ補正の多くは2軸で、前後の角度ブレと左右の角度ブレにだけ対応している。ボディ内手ブレ補正も以前は2軸だったが、最近は5軸に対応するものが増えてきた。
5軸手ブレ補正は、前後左右の角度ブレに加え、水平方向の並進ブレ（水平シフト）と垂直方向の並進ブレ（垂直シフト）、さらに光軸回転ブレ（ローリング）を補正できる。特に光軸回転ブレへの対応はボディ内手ブレ補正ならではのもので、レンズ内手ブレ補正では実現が困難と言われている。オリンパスやソニーなどで採用している。
なお、レンズ内手ブレ補正でも上下左右のシフトブレに対応する機種も一部ある。
5軸手ブレ補正は、上下方向、左右方向、上下回転方向、左右回転方向、光軸回転方向への補正が可能。上はオリンパス OM-D E-M1 Mark IIの「5軸シンクロ手ぶれ補正」の機構図。