本发明公开了一种自治水下运载器搭载的水下绳驱动机械臂系统，包括自治水下运载器、电机箱单元、驱动单元、腰部关节单元、腰部平台单元、大臂单元、若干机械臂单元、末端单元以及机械手爪；电机箱单元安装在自治水下运载器上，驱动单元安装在电机箱单元内。本发明各关节驱动单元全部后置于自治水下运载器中，极大地降低机械臂运动部分的重量、减小运动惯量，降低机械臂的运动对系统的扰动，降低功耗，延长系统的作业时间。采用模块化设计理念，可以根据实际需要增加或减少机械臂数目，调整机械臂使用范围及功能。本发明结构简单可行，成本低，能替代或弥补现有系统所搭载的传统机械臂的不足之处，对于海洋探索等水下作业任务具有良好的益处。