本发明公开了一种自行车立体停车装置，包括机架、下层停车装置和上层停车装置，所述上层停车装置包括自行车固定机构和自行车升降机构；所述自行车固定机构包括底座以及夹紧机构；所述自行车升降机构包括转动连接在机架上的升降座、控制升降座绕转动中心作升降转动的升降控制机构以及操控机构；所述底座通过直线滑动结构设置在升降座上，该直线滑动结构的滑动方向平行于升降座和底座的长度方向；所述升降控制机构包括链条和缓冲机构，其中，所述缓冲机构设置于地面上，所述链条的一端与升降座连接，另一端绕过若干个链轮后与缓冲机构连接。本发明的自行车立体停车装置利用手动操作即可实现停车和取车，无需电源，操作简便快捷。