本发明公开了一种顶升联动式十六轮四向穿梭车，包括支撑框架、横向行走驱动机构、纵向行走驱动机构和斜拉换向及顶升机构；横向行走驱动机构包括横向主动轮、第一横向从动轮、第二横向从动轮和第三横向从动轮；纵向行走驱动机构包括第一纵向主动轮、第二纵向主动轮、第一纵向从动轮和第一纵向从动轮；以及换向及顶升机构包括顶升横板、第一斜拉顶升滑块和第二斜拉顶升滑块，顶升轴孔内活动设置有滚珠轴套，滚珠轴套的前后两侧设置有斜拉顶升柱，两端的斜拉顶升滑块之间通过顶升轴连接。本发明的顶升联动式十六轮四向穿梭车，采用16轮双向行走小车的结构设计，大大提高小车的载重能力和过坎能力；且其结构设计紧凑，既降低成本，又节省空间。