本发明公开了一种末端可实现三维空间移动和二维转动的五自由度工业机械臂，其包括底座、五个结构相同的运动分支、第一U形件、第二U形件、大臂和机械手。五个运动分支的第一端固连于底座上，其中三个运动分支的第二端分别与第一U形件的底部转动连接，另外两个运动分支的第二端分别与第二U形件的底部转动连接，第一U形件和第二U形件的顶部分别通过转动副与大臂的驱动端和中部连接，大臂的末端设有机械手。本发明五个运动分支并联，克服了串联机械臂的末端误差累积、刚度和承载能力差等弱点，同时一定长度的大臂确保了机械臂的末端具有较大的工作空间，从而能广泛地应用于汽车、造船、航空等现代工业领域。