本申请实施例提供一种多自由度单腿运动学求解方法、装置和机器人，所述单腿包括依次设置的三个旋转轴不相交的髋侧关节、髋转关节和髋前关节，及膝前关节，以及两个旋转轴相交的踝前关节和踝侧关节，该方法包括：从所有关节的旋转轴中选取若干节点，将所有节点依次连接，得到基于脚踝局部坐标系建立的单腿的简化运动学模型，根据获取的起始节点与末端节点在世界坐标系中的位姿，基于简化运动学模型中各个节点的位姿与关节角度之间的几何关系，计算各个关节的关节角度。该方法可以有效解决具有三旋转轴不相交的X‑Z‑Y构型的多连杆机构的逆运动学求解问题。