本发明公开了一种基于四自由度混联机构的海上无人艇收放系统，包括两自由度的混联机构并联部分、两自由度的混联机构串联部分和提升机构，并联部分包括第一分支、第二分支、第三分支、基座和随动平台，第二、第三分支结构相同，第一分支包括凸型转动销轴和第一分支驱动结构，第二、第三分支包括U型万向节、分支驱动结构和半圆形万向节；串联部分主要包括转向平台和旋转臂；提升机构包括绞车、缆绳和滚圈。该无人艇收放系统以并联和串联部分组成的四个自由度混联机构为支撑，具有工作范围大和承载能力强的特点，能够满足大型重载无人艇高效收放作业的要求。