本发明公开了一种三次谐波五轴混联摆头，包括：固定件；横向摆动件，所述横向摆动件包括第一三次谐波一体机和横向摆动座；纵向摆动件，所述纵向摆动件包括第二三次谐波一体机和纵向随动件；主轴件，所述主轴件包括电主轴，所述电主轴连接在所述纵向随动件上；其中：所述第一三次谐波一体机先后通过所述横向摆动座和所述纵向随动件带动所述电主轴向横向摆动，与此同时所述第二三次谐波一体机通过所述纵向随动件带动所述电主轴向纵向摆动，进而将所述电主轴上的刀头在空间内移动。本发明结构简单、刚度高、体积小、重量轻、输出的扭矩大、输出的精度高、承载能力大、惯量低、具备高速加工能力、制造成本和维护保养成本低。