本发明实施例公开了一种基于光学定位系统的手术机器人的手眼标定方法，包括以下步骤：S1：采集标记球数据；S2：根据机器人内部参数设计求解基座坐标系到末端坐标系的转换关系；S3：根据采集数据求解基座坐标系和光学定位系统坐标系的坐标转换关系；S4：结合三个位姿的坐标信息建立AX＝XB方程，根据李群算法求解手术工具坐标系和末端坐标系的转换关系；S5：设计多个闭环求解方法，建立基座、手术工具、光学定位系统坐标系之间的相互转换关系，完成手眼标定。本发明减少了标定采集数据量，缩短了标定时间，减小了标定误差。