本实用新型揭示了双层垂直输送机及双层分拣系统，其中双层垂直输送机，包括形状、面积相同且轴线与水平面平行的环形的第一轨道、第二轨道，第一轨道、第二轨道的轴线等高且保持间隙，第一轨道、第二轨道上设置有至少一载物装置，载物装置能够沿所述第一轨道、第二轨道移动，其上表面在移动过程中保持朝上状态。本方案采用两条不共轴的轨道，通过设计载物装置与轨道中移动件的单点连接及连接点位置，使载物装置始终保持上表面朝上的状态，从而其上的物品在移动的全过程不会掉落，能够充分利用转弯区域和下层轨道区域的载物装置实现分拣，有利于提高分拣效率，同时改善了上料线、分拣口等设备布设的灵活性。