本发明涉及一种燃料直接驱动的人工肌肉的制备方法及其应用，包括如下具体步骤：将从碳纳米管森林上拉出来的碳纳米管薄膜堆叠后，通过面内折叠‑阿基米德加捻法预加捻成疏松的纤维，然后在预加捻的纤维的褶皱上通过喷涂催化剂前驱体溶液，制备成纤维电极，之后继续加捻成缠绕结型的纤维人工肌肉，将所述的纤维人工肌肉作为阴极放入螺线型软管腔内，软管腔内壁上粘附波纹型多层复合型金属网栅作为阳极，注入燃料电解液或通入燃料气体实现燃料催化驱动。本发明的纤维人工肌肉无需外部电源直接利液体或气体燃料驱动，在柔性驱动器领域具有非常好的应用前景。