本实用新型公开了一种视觉伺服的平面三自由度宏微复合定位系统，包括支座平台、系统控制与驱动子系统、视觉传感测量反馈子系统、设置在所述支座平台上的宏微并联平台子系统，所述宏微并联平台子系统包括设置在支座平台上的３?ＲＲＲ宏动并联机构、固定在３?ＲＲＲ宏动并联机构输出端的３?ＲＲＲ微动柔顺并联机构，所述视觉传感测量反馈子系统用于实时采集宏微并联平台子系统的位姿图像反馈至系统控制与驱动子系统，所述系统控制与驱动子系统通过电路与宏微并联平台子系统电路连接。本实用新型同时具备快速高效的平面三自由度粗定位和纳米级精定位。