本发明提出一种基于高斯过程的水下滑翔机系统辨识方法，首先获取水下滑翔机系统的输入输出数据，把数据分为训练集和验证集；再根据水下滑翔机系统特性，选择满足高斯过程算法的系统模型；之后根据选择的水下滑翔机系统模型，构造满足系统模型的输入输出数据；确定核函数；并利用训练集训练高斯过程模型：选择合适的最优化方法获得最优超参数，建立水下滑翔机模型；最后利用学习好的水下滑翔机模型，对水下滑翔机系统新的输入进行预测。本发明避免了机理建模的复杂性，在数据量较少且带有观测噪声的情况下，对系统输出做出较好的预测。