本发明公开了一种自走式收获机械底盘自动平衡系统，包括上层安装主架、下层底盘架、传感器安装平台、倾角传感器、自动控制系统和平衡液压系统；传感器安装平台作为倾角传感器监测倾斜角度的参照平面；倾角传感器用来获取上层安装主架相对地面的倾斜信息；自动控制系统用于采集控制信号及倾角传感器的电平信号，通过中心处理器运算处理后传递至执行模块进行执行动作，平衡液压系统包括液压基站和单杆双作用活塞液压缸，用于调节上层安装主架和下层底盘架的相对位置关系，执行自动控制系统发送的升降指令进行仿形。本发明提高了自走式作业机械在复杂环境条件下的适应性和稳定性，提高自走式机械作业的效率和准确度，减少了人工的工作劳动强度。