本发明公开了一种模块化带电作业机器人系统及其作业方法，系统包括模块化作业机器人和机器人上下线系统，模块化带电作业机器人主要包括行走臂模块、机箱模块、末端平台和机械作业臂，各部件之间为可拆卸连接。两组行走臂模块可拆卸连接于机箱模块的两端，可偏转至导线外侧，通过臂体上端的行走轮组件和压紧轮组件实现在导线上的行走。末端平台可搭载多种作业末端，机械臂可自动取、放作业末端，可一机多用。机器人上下线系统主要包括依次连接的无人机、绝缘绳悬吊组件和绝缘绳收放装置，无人机将挂钩悬挂于导线上后通过绝缘绳收放装置实现机器人的自动上、下线。无人机每次携带一个挂钩上线，低负载保证平稳飞行，两根绝缘绳牵引机器人平稳升降。