本申请公开了一种卫星重构系统及其数据处理方法、星地链路通信系统，该方法包括：确定数据处理芯片的当前状态，数据处理芯片中存储有由地面测控中心上注的当前帧重构数据；如果确定数据处理芯片的当前状态处于数据可读取状态，则从数据处理芯片读取当前字节的重构数据，并保存在第一存储器中；如果确定数据处理芯片的当前状态处于数据不可读取状态，则记录超时时长；如果所记录的超时时长达到超时时限，则向地面测控中心发送超时通知信息，以使地面测控中心依据超时通知信息重新发送当前帧重构数据。采用上述卫星重构系统及其数据处理方法、星地链路通信系统，提供了一种非阻塞式星地链路通信交互方式，有效提高了重构数据传输效率。