本发明公开了一种螺旋卷绕型人工肌肉及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：将多壁碳纳米管薄膜围在水凝胶细丝外，滴加黏附液体，使多壁碳纳米管薄膜黏附在水凝胶细丝的表面上，得到碳纳米管水凝胶复合纤维；将1～6根碳纳米管水凝胶复合纤维平行设置组成碳纳米管水凝胶复合纤维组，对碳纳米管水凝胶复合纤维组加捻，得到一根扭曲纤维；将扭曲纤维缠绕在一细棒上且该根扭曲纤维的两端与细棒固定，于120～130℃加热10～15min，自然降至室温，从细棒上取下扭曲纤维，得到弹簧形状的螺旋卷绕型人工肌肉。在高相对湿度的环境下，螺旋卷绕型人工肌肉产生伸长或收缩致动；在低相对湿度的环境下，回复到原始状态。