一种单轴两自由度机器人关节，包括第一关节总成和第二关节总成；第一关节总成包括第一驱动电机、行星减速机和第一关节主轴，第一关节主轴与第一驱动电机的转子连接，行星减速机的输入端与第一关节主轴连接；第二关节总成包括第二驱动电机、第二关节主轴和同步齿形带轮，第二驱动电机壳体与行星减速机的输出端连接，第二关节主轴与第二驱动电机的转子连接，同步齿形带轮固定安装于第二关节主轴上。该机器人关节结构紧凑，实现了同轴两自由度，充分利用无框直驱力矩电机输出扭矩大、结构简单紧凑等优点，可用于大载重 自重比的协作型机器人，也可用于腿足式机器人。