本发明公开了一种全球面放射治疗系统，包括多自由度机器人、直线加速器、双图像引导定位机构，双图像引导定位机构包括四个射线源、两个射线探测器，射线源一和射线源二发出的两个射束相交处为低等治疗中心，射线源三和射线源四发出的两个射束相交处为高等治疗中心，以低等治疗中心和高等治疗中心分别为球心的若干个治疗节点构成全球面治疗空间。该系统通过高等治疗中心治疗空间，对靠近背部的靶区，如脊柱靶区和靠近背部的胸腹部靶区，使患者可以在正常仰卧躺姿情况下进行有效治疗；采用低等治疗中心和高等治疗中心相结合的全球面治疗空间，使各部位靶区得到更多治疗射束投照，得到更优化更有效的治疗剂量分布，取得更好的治疗效果。