本发明公开的基于电压和角动量关系的动量轮故障检测方法，首先以动量轮的角动量的遥测数据为基准，以角动量的不同变化量进行分段，其次计算每个角动量变化段对应的时间间隔内输入电压值的平均值，并将所有时间段内的电压平均值与角动量变化时间形成求其反比例系数，然后求取每个时间段的反比例系数的均值和标准差，计算异常阈值，最后按照上述过程对需要进行故障检测的遥测数据进行处理，获得当前段平均控制输入电压值与角动量变化时间间隔的反比例系数k′，若k′大于异常阈值，则表明动量轮有故障，若k′小于等于异常阈值，则表明动量轮无故障。本发明公开的方法利用提取出的特征量的统计特性，实现动量轮微小故障的检测及故障的早期预警。