本发明公开了一种掘进机定位定向方法，用于掘进机在巷道内进行定位和定向，掘进机后方的巷道内设置有测距板，掘进机上设置有三维雷达和倾角测量仪，三维雷达朝向测距板设置，方法包括以下步骤：1)利用三维雷达实时获取巷道环境的点云数据；2)利用倾角测量仪实时测量掘进机的机身倾角；3)对点云数据和机身倾角进行数据融合和提取，得到掘进机到巷道的左侧壁的距离d1、掘进机到巷道的右侧壁的距离d2、掘进机到测距板的距离d3和掘进机的航向偏角α。本发明数据处理快速且精度高，对复杂环境的适应性强，可长期稳定地进行掘进机定位定向，掘进机自主定位定向的效率和准确度均得以有效提高，提高了掘进机掘进生产的效率和安全性。