一种同轴多层直驱电机及其传动控制系统，包括安装底座、同轴叠装在所述安装底座上的若干个电机层、固定在所述若干个电机层上方的上压盖以及连接各电机层的伺服驱动器，所述每一电机层包括以电机轴心为中心设置的环形的滚珠轴承支撑座、连接在所述滚珠轴承支撑座的外环侧壁上的转子以及位于所述转子的外环侧的若干段呈环形阵列分布的定子，相邻电机层的所述滚珠轴承支撑座之间具有绕电机轴心的相对转动自由度以使相邻电机层的所述转子之间实现绕电机轴心的周向相对位移，相邻电机层的所述定子相互固定连接且所述定子与所述安装底座之间为固定连接。利用本发明可实现低高度、大直径的同轴直驱电机传动，提高电机的机械传动可靠性和信号稳定性。