本发明公开了一种水下沉积物采样机器人，包括上壳体、下壳体、插入式端盖、钻头套筒、转接套筒、麻花钻、若干连轴推进器、若干推杆电机、蓄水器、电机支承座和钻头电机，插入式端盖安装在上壳体的上端面，电机支承座固定在插入式端盖内部中心位置，钻头电机固定在电机支承座上，麻花钻通过转接套筒与钻头电机的输出轴连接，钻头套筒套接在麻花钻外圈，套筒与插入式端盖通过卡扣结构固定在端盖的第二卡扣凹槽，连轴推进器的轴分别穿过下壳体的第一通槽插接在下壳体上。本发明实现了无人定点水下取样，提高了收集效率和精度，并且不受江河湖泊环境限制，有广泛的适用性。机器人本身多处都由卡扣结构相连，拆卸方便，取样简单，具有结构简便的优点。