本发明涉及二自由度解耦球面并联机构，包括机座和动平台以及分别固连在机座和动平台之间的第一运动支链和第二运动支链；第一运动支链包括：移动副，回转轴线相互平行的上回转副和下回转副，连接上回转副和下回转副的短连杆；第二运动支链包括：回转轴线相互垂直相交的机座回转副和平台回转副，以及连接机座回转副和平台回转副的长连杆；移动副的滑杆的上端与下回转副连接，并与下回转副的轴线垂直相交，滑杆的下端通过机座回转副的中心，且可被机座回转副带动一起转动，机座回转副安装在机座上；上回转副与平台回转副分别安装在动平台上，其回转轴线彼此平行，并平行于下回转副，垂直于移动副和机座回转副。