本发明提供了一种系留式海空多栖航行器系统，包含海空多栖航行器(1)与水面无人船(2)，水面无人船(2)上设置有传输线缆，海空多栖航行器(1)与水面无人船(2)通过传输线缆连接；所述海空多栖航行器(1)包含机架与动力机构，动力机构安装在机架上，所述动力机构包含飞行组件与水下运动组件；所述水面无人船(2)包含船体支架(9)与起降平台(10)，起降平台(10)安装在船体支架(9)上，所述海空多栖航行器(1)能够到达或离开所述起降平台(10)。本发明可实现大范围海域的长期海空联合观测，可进行水下、水面和空中的联合观测，水面无人船可以按指定的航线航行，海空多栖航行器可以对目标海域进行水下和空中的立体观测。