本发明公开了一种二自由度球形超声电机及其控制方法，超声电机包括上振子、下振子和球形转子；上振子和下振子结构相同，均包含圆环结构、两根横梁和四片压电薄膜，其中，两根横梁的一端均与所述圆环结构的外侧壁固定相连、轴线均指向所述圆环结构的圆心且在一条直线上，四片压电薄膜分别对称设置在两根横梁的上下表面，沿厚度方向极化，并且两根横梁上下表面设置的压电薄膜的极化方向相反；球形转子设置在下振子圆环结构的内圆环上，上振子圆环结构的内圆环设置在球形转子上，上振子和下振子呈正交平行分布。通过调整上振子和下振子的模态，进而控制球形转子实现二自由度运动。本发明成本低、结构简单、机械集成度高并且易于微型化。