本发明涉及一种蛇形机械臂，包括直线驱动模块、位姿反馈模块、关节限位模块、机械臂本体和末端执行机构；直线驱动模块的输出端与机械臂本体的一端连接且用于驱动机械臂本体，机械臂本体的另一端与末端执行机构连接，机械臂本体包括多个依次连接的关节，相邻的两个关节之间均设有用于实时反馈蛇形机械臂当前位姿的位姿反馈模块、关节限位模块；直线驱动模块包括多个阵列式分布的直线驱动机构。本发明还涉及一种蛇形机械臂的稳定工作方法，通过建立模型求解蛇形机械臂总势能的解析解，通过对解析式求导确定其势能最小的形态。该发明的目的是解决如何能进入复杂狭窄空间作业的蛇形臂结构和能够具有稳定工作形态的问题。