一种基于巡游机器人的在轨故障检测及维护方法，首先将巡游机器人通过救援卫星送至目标卫星并吸附在目标卫星表面的吸附面，然后令巡游机器人到达目标卫星的星表测试接口位置，将控制中心计算机连接至目标卫星，最后通过巡游机器人的控制中心计算机向目标卫星发送握手信号、接收卫星系统各设备的返回信号判断目标卫星各分系统工作状态，并通过初始化或接管目标卫星排除故障。本发明方法与现有技术相比，使用机器人在卫星表面巡游并进行检测维护，克服了现有技术在通过分析卫星传回的遥测信息判断卫星故障时，如果测控系统出现故障则不能获取遥测信息来分析故障的不足，并能实现对目标卫星的物理故障修复。