本发明公开了一种冰层取心作业固定平台机构，钻具固定单元包括固定机架、钻具夹具和夹具支架；固定机架呈中空环状，夹具支架的一端连接固定机架的内侧；夹具支架的另一端与钻具夹具连接；平衡固定单元包括机械臂；控制单元包括处理模块、电机、陀螺仪和控制单元保护壳，电机与陀螺仪安装在控制单元保护壳的内部，控制单元保护壳连接在固定机架的内壁；陀螺仪，用于通过校准重心将信号反馈给处理模块，处理模块连接电机传输指令确定旋转角度，电机输出轴连接用于连接机械臂与控制单元外壳的连接轴，控制机械臂转动；上层保护罩与固定机架适配连接。本发明使机构与钻具在复杂冰川地貌上始终维持垂直于地心。