本发明公开了一种复杂环境中应用的地空巡检侦查机器人系统及操作方法，该系统采用无人机和移动机器人分体设计，既可以空中侦查，又可以地面巡检，无人机和移动机器人的协同控制，将无人机的空中侦查二维作业和移动机器人的地面巡检二维作业扩展为地空巡检侦查三维作业。以无人机为主，移动机器人为辅，无人机挂载移动机器人可以实现不同任务环境的迅速切换，充分利用了无人机的灵活性和机动性，从而发挥无人机和移动机器人各自的优势，弥补各自的缺陷，适用特殊应用场合的需求，实时性更好。并且挂载机构结构简洁、控制容易，且承载能力强。