本发明涉及一种空间球面两自由度并联机构，其包括固定连杆、运动连杆以及设置在固定连杆与运动连杆之间的第一运动分支和第二运动分支，第一运动分支中第一连杆的第一端通过第一转动副与固定连杆的第一端相连，且第一连杆的第二端通过第二转动副与第二连杆的第一端相连，第二连杆的第二端通过第三转动副与运动连杆的第一端相连，第二运动分支中第三连杆的第一端通过第四转动副与固定连杆的第二端相连，且第三连杆的第二端通过第一球副与第四连杆的第一端相连，第四连杆的第二端通过第五转动副与运动连杆的第二端相连。本发明在运动过程中固定连杆和运动连杆始终关于中间平面保持对称，并且能进行多个单元组合连接，用于实现更大运动范围要求。