本发明公开了一种悬吊式四自由度运动模拟系统及使用方法，属于地面微重力模拟试验技术领域。竖直悬吊绳的上端连接有由二维平动运动系统和竖直升降系统构成的动态伺服系统，恒力保持系统安装在竖直悬吊绳下端，三自由度转动系统悬吊在恒力保持系统的下方，其中，竖直悬吊绳，用于提供载荷竖直方向的悬吊和升降；恒力保持系统，用于提供竖直悬吊绳的恒力保持；三自由度转动系统，用于提供三自由度被动转动。本发明普适性强，适用于大多数中小型航天器的全自由度地面微重力模拟试验；重力补偿精度高，采用组合弹簧被动保持和力矩电机主动补偿两阶段进行重力补偿；运动范围大，可采用完整球与半球窝形式，使得偏航方向可连续转动。