本发明公开了一种沉浸式上肢康复训练系统，包括：双臂康复机器人、底座、位置跟踪器、VR头盔、数据力反馈手套、上位机控制中心、被动式柔顺末端执行器，所述双臂康复机器人安装于底座上，通过两被动式柔顺末端执行器带动患者手臂运动；所述视觉传感器用于记录患者上肢的运动并反馈控制双臂康复机器人运动；位置跟踪器用于实时采集患者手臂位置姿态信息并传入上位机控制中心；所述VR头盔佩戴于患者头部；数据力反馈手套佩戴于患者手部；所述被动式柔顺末端执行器分别佩戴于患者前臂和上臂；所述上位机控制中心用于给出量化指标，以及控制虚拟训练画面的显示。本发明实现了上肢康复训练过程的安全化、科学化、趣味化、系统化和数据化。