本发明提供了一种基于海底爬行器的地球物理探测系统，属于地球物理技术领域，包括：调查船、海底爬行器、重力仪、浅地层剖面仪、地震仪震源、地震仪接收阵列以及控制芯片，其中，所述调查船与海底爬行器通过牵引绳连接，所述海底爬行器尾部设置有拖拽缆，相关仪器依次固定设置在所述拖拽缆上；所述控制芯片与所述海底爬行器的驱动单元以及其他仪器电连接并进行数据交互；所述控制芯片内设置有地球物理探测控制模块，用于设置地震仪震源的参数，以及对接收器采集的数据进行预处理，最终得到地球物理探测数据并利用数据传输设备用于将所述地球物理探测数据发送给调查船。本发明解决了现有的海底地球物理探测方法存在的精度较低的技术问题。