本发明公开了一种缆式海底地震监测系统，包括：主干子系统和若干个次级扩展子系统；主干子系统由岸上两个地震监测岸基站与多个一级海底地震监测站串联连接构成，组成海底地震监测系统的能源和数据汇聚连接网络；一个次级扩展子系统由一个一级海底地震监测站及其逐层级联的多个次级海底地震监测站组成；一级海底地震监测站用于实现地震数据的采集并对采集的数据进行数字化处理，接收其连接的次级海底地震监测站发送的数据，将所有数据汇总后发送到地震监测岸基站；次级海底地震监测站用于实现地震数据的采集、对采集的数据进行数字化处理，接收其连接的次级海底地震监测站发送的数据，将所有数据汇总后通过扩展海缆发送到上一级海底地震监测站。