本发明提供了一种太阳能相变蓄热海水淡化系统，包括透明罩体、支撑水盘、储水容器、冷却水槽、淡水集水槽、碳布和蓄热管；所述储水容器，用于盛放海水，并配置有补水口；所述支撑水盘，作为透明罩体的支撑结构，所述淡水集水槽和冷却水槽均设置于所述支撑水盘上；所述透明罩体罩设于所述支撑水盘上，所述透明罩体的下边界的外侧紧贴冷却水槽、内侧紧贴淡水集水槽，所述淡水集水槽设置有排水口；所述透明罩体、支撑水盘和储水容器合围构成封闭空间，所述储水容器的顶部设置有连通密闭空间的开口；所述蓄热管设置于封闭空间中，所述碳布的底端伸入储水容器中、顶端延伸至透明罩体的中部或上部。该太阳能相变蓄热海水淡化系统具有集成度高、热利用率高、适合小型化使用、淡化效率高的优势。