本实用新型公开了一种小型水下探测机器人，包括机器人本体和气囊，气囊罩设在机器人本体的顶部，气囊内设有压缩气源和用于打开压缩气源的开关机构，机器人本体的下部设有集成传感器和至少一个摄像头，机器人本体内设有控制模块，控制模块分别与开关机构、集成传感器和摄像头电连接。当机器人下沉到预设深度后，集成传感器反馈信号到控制模块，控制模块控制开关机构打开压缩气源，从而使气体快速充满气囊，增大机器人的浮力使其上浮到水面，从而完成一次沉浮探测工作。此外，本实用新型在沉浮探测工作的过程中，摄像头可记录工作全过程，用于人们对水下环境的观测；集成传感器则可测得并反馈水深、温度、盐度、含氧量及酸碱度等数据信息。