本实用新型涉及一种高效原子沉积层镀膜设备自动上下料系统，包括机架和腔室，在所述机架一侧安装有第一垂直模组，在位于腔室入口处设置有第二垂直模组；在所述第二垂直模组两侧的机架上分别设置有第一输送机构和第二输送机构，在所述第一输送机构的输送方向两侧分别设置有起到衔接作用的第一接料机构和第二接料机构；在所述第二输送机构靠近第二垂直模组处的机架上设置有第三接料机构；在所述第二输送机构上设置有冷却系统，经过镀膜以后的电池片进入冷却系统冷却。本实用新型可以有效的将电池片自动传输至镀膜腔室内，镀膜后再自动的将电池片传输至冷却工位，冷却后再自动下料，解决的主要是针对原子沉积层镀膜设备的一次性上下料的问题。