本发明提供了一种基于时频特征的铷钟异常诊断方法，用以解决现有技术中通过遥测数据诊断铷钟工作状态异常的问题。所述铷钟异常诊断方法包括如下步骤：步骤S1,提取遥测铷钟信号在时域和频域下的典型特征值；步骤S2，分析周期内所提取的典型特征值的变化趋势；步骤S3，根据正常状况下的时频特征值确定特征值阈值范围；步骤S4，在所述特征值阈值范围内，分析时域特征值和频域特征值的变化趋势，并根据变化趋势，分析铷钟是否存在异常。本发明基于时域和频域特征分析实现对铷钟异常的诊断，准确检测和识别铷钟异常，对星上铷钟工作状态做出智能评估，为地面控制中心决策提供数据支撑，提升其对在轨导航卫星有效载荷关键部件的长期管理能力。