本实用新型公开了一种箱中箱式移动部件支撑机构，包括外层框架，外层框架的上、下部位设置一对横向导轨，该对横向导轨上设置沿横向导轨进行横向运动的内层框架，内层框架的左、右两侧部位设置一对上、下运动导轨，该对上、下运动导轨上设置沿上、下运动导轨进行上、下运动的主轴模块。本实用新型采用一个导轨框架内设置另一导轨框架的框架式结构，对称式组合，呈箱中箱形式，加工工作的主轴运动点始终在内、外层框架内，可达到提高整机刚性、精度的持久性和承受重负荷切削能力的目的，结构合理、紧凑，传动平稳、精确，热稳定性好。