本发明属于机器人相关技术领域，并公开了一种低惯量高承载的腿部结构及应用其的足式机器人。该腿部结构包括胯部连接器、骨盆总成、膝关节电机、髋关节电机、侧摆关节电机和腿连杆，其中：胯部连接器同时与上述三个电机的定子连接，该三个电机的转子分别与骨盆总成连接，侧摆关节电机与髋关节电机同轴相对，膝关节电机轴线与这两个电机的轴线垂直，髋关节电机驱动大腿连杆转动，膝关节电机驱动小腿连杆转动，侧摆关节电机驱动腿连杆侧向摆动，以此实现机器人腿部外摆内收和大腿、小腿的屈伸。通过本发明，三个关节电机并联到机身，骨盆总成进行动力分流，从而减小腿部惯量，增强腿部刚度，提高承载和动态响应能力。