本实用新型涉及及离子源运动技术领域，公开了一种大口径平面离子束抛光机的离子源三维运动执行机构，包括三维运动机构主体，三维运动机构主体的下端设有支撑座，支撑座通过支撑机构与三维运动机构主体的下端相连接；支撑机构包括支撑槽，支撑槽开设在支撑座的上端，支撑槽靠近槽底一端位置的两端槽壁上对称镶嵌有轴承，两个轴承的内圈壁上共同固定连接有双向螺纹杆，双向螺纹杆的中心处通过驱动组件与支撑槽的槽底相连接，位于两个轴承之间的双向螺纹杆杆壁上对称螺纹连接有螺母，螺母的下端环形侧壁上连接有限位组件。本实用新型可以根据使用者的使用需求，调整三维运动机构主体的高度位置，提高了实用性。