本发明涉及医疗设备领域中的一种非共面放射治疗系统，包括：射线源、机架、影像定位系统和治疗床，机架由公转底座、L型旋转臂和C型旋转臂组成，公转底座与L型旋转臂之间为转动副连接，L型旋转臂与C型旋转臂之间为转动副连接，射线源安装在C型旋转臂一端，C型旋转臂另一端安装有剂量验证装置，影像定位系统包括两套X射线影像系统，两套X射线影像系统交叉安装在C型旋转臂的两侧，治疗床对应于机架安装，由治疗床板、滑台和治疗床支撑机构组成，治疗床板与滑台之间为转动副连接。本发明的非共面放射治疗系统可以用于头颈部肿瘤、骨科肿瘤、脊柱肿瘤等的共面和非共面放疗，机架的运动范围大、灵活性高。