一种带有可伸缩手臂的球形行走机器人，包括球壳、位于球壳内的行走传动机构和控制装置；其中球壳为分体式结构：由可垂直升降移动的和/或不可升降移动的球冠分别与其下侧的球形壳体组成，在球冠与球形壳体内侧空间设有一个或多个可分别控制其伸出或缩回球壳内部、并作相应运动的机械手臂；所述机械手臂由通过肘关节电机连接、能够作相对旋转运动的两个连杆－上臂和小臂－组成，该上臂的另一端固装在球冠上，或者固装在可以相对于球体转动的转动轴套上，小臂的悬空端可通过腕关节电机加装机械手或传感器件，用于从事程序设定的操作或探测、感知周围环境。本发明是一种既能够从事复杂操作，又具有乖巧、灵活运动特性的移动式机器人。