本申请公开了一种细胞电刺激系统，所述系统包括电刺激装置和脉冲产生装置，所述脉冲产生装置与所述电刺激装置连接，用于驱动所述电刺激装置对细胞产生电刺激，所述电刺激装置包括脉冲输入端子、基底和石墨烯阵列电极；所述石墨烯阵列电极设置在所述基底上，与所述基底垂直；所述脉冲输入端子与所述脉冲产生装置连接；所述石墨烯阵列电极呈平行排布，相邻两个石墨烯阵列电极间的距离相等，相邻两个石墨烯阵列电极间的电压极性排布为正负交替。本申请采用垂直石墨烯阵列电极，有效地增大了电极的比表面积和界面电子输运速度，提高了对细胞电刺激的有效性；通过同时施加不同条件的电刺激来比较不同电刺激的效果，提高了实验效率。