本发明公开了一种基于仿生偏振的水下组合导航系统，包括水下仿生偏振模块，多普勒计程仪模块，惯性辅助模块，健康监测模块，水下导航信息控制处理器，存储模块，通信模块、电源模块以及接口电路。其中，水下仿生偏振模块采集偏振图像并解算导航信息；多普勒计程仪模块利用多普勒原理估计水下载体三维绝对速度；惯性辅助模块提供水下载体的位姿信息；健康监测模块能够实时监测系统健康；水下导航信息控制处理器负责信息融合处理。本发明基于自然界生物偏振感知特性和声多普勒效应实现仿生自主导航，能够为水下载体提供高可靠的位姿信息，适用于陌生海域、GPS拒止等水下环境复杂未知的应用领域。