本发明提供了一种两级自由活塞斯特林发电机，包括：第一气缸；动力活塞；配气活塞组件，其包括位于第一气缸内的第二配气活塞、第一配气活塞以及连接第一配气活塞、第二配气活塞之间的弹性件；换热组件。本发明的斯特林发电机，借助弹性件的滞后作用使第一配气活塞的运动滞后于第二配气活塞一定的相位角，有助于大部分气体工质与第二加热器进行充分的热交换，提高发电机的运行效率；借助弹性件的滞后作用使两个配气活塞的运动之间存在一定的相位角，从而利用配气活塞的运动推动气体工质先通过第二回热器进入第二膨胀腔，再通过第一回热器进入第一膨胀腔，分别吸收第二加热器和第一加热器中的热量，进而提高发电机的效率。